昭和47年10月19日第4種学術刊行物許可

2020年1月15日発行（奇数月）

ISSN 1346－7719

フルードパワーシステム

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

JOURNAL OF THE JAPAN FLUID POWER SYSTEM SOCIETY

Jan. 2020 Vol.

51 No. 1

特集「創立50周年記念企画―フルードパワーエキスパートからみる将来への提言―」

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

LUID POWER SYSTEISSN 1346―7719

第51巻 第１号 2020年１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「創立50周年記念企画―フルードパワーエキスパートからみる将来への提言―」【巻頭言】
学会創立50周年記念特集号の発行に寄せて

眞田 一志

   4

創立50周年によせて

田中

豊

   5

フルードパワーと情報：リアルとバーチャル

北川

能

   7

研究と学会活動の回想，学会への期待―油圧分野

築地 徹浩

10

研究と学会活動の回想，学会への期待―フルイディクスが教えてくれたもの―

小山

紀

13

空気圧のイノベーションに向けて

則次 俊郎

16

研究と学会活動の回想，学会への期待―機能性流体分野―

中野 政身

20

JFPS学会50周年記念に寄せて―学会の未来への期待

北畠 多門

23

油圧機器設計の回想，油圧技術者／設計者への期待

肥田 一雄

25

筆者のフルードパワー 50年

宮川 新平

30

日本機械学会2019年度年次大会におけるフルードパワー技術研究

吉田 和弘

35

FLUCOME2019におけるフルードパワーの研究動向

早川 恭弘

37

【解説】

【会議報告】【会告】学会創立50周年特別会費（賛助金）ご芳名

34

理事会・委員会報告

39（一社）日本フルードパワーシステム学会賛助会員一覧表40

2019年度ウィンターセミナー フルードパワーに利用できるマイコン技術～機器の駆動に関わるマイコン技術（ハード＆ソフト編）～
第39期通常総会 学会創立50周年記念式典・セミナー・技術懇談会開催のお知らせ

41
41

41
日本フルードパワーシステム学会論文集50巻（2019）２号 発行のお知らせ

41

日本フルードパワーシステム学会論文集50巻（2019）抄録

42

会員移動

45

共催・協賛行事のお知らせ

45

次回予告

46

■表紙デザイン：浅賀 美希 勝美印刷㈱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

LUID POWER SYSTE

日本フルードパワーシステム学会・日本機械学会 共催 2020年春季フルードパワーシステム講演会

ISSN 1346―7719

Vol．51，No. 1

January 2020

JOURNAL OF THE JAPAN FLUID POWER SYSTEM SOCIETY

FLUID POWER SYSTEM
Contents
Special Issue “Proposals Toward the Future of Fluid Power from Experts”【Preface】

For the 50th Anniversary Special Issue

Kazushi SANADA【Review】

Greeting Message for the 50th Anniversary of JFPS
Yutaka TANAKA
Fluid Power and Information：Real and Virtual
Ato KITAGAWA
Recollection of the Research and Society Activity, Expectation to the Society- Oil Hydraulic Field –Tetsuhiro TSUKIJI
Recollection of My Study and the Society Activities, and Expectance to the JFPS-The Legacy of FluidicsOsamu OYAMAFor the Innovation of Pneumatics
Toshiro NORITSUGU
Retracing my Own Research and Society Activity, Hope to JFPS -Field of Functional Fluids
Masami NAKANO
Toward the Future of JFPS Activity・・・50th Anniv.
Tamon KITABATAKE
Recollection on Design Experience of Hydraulic Components, Expectation to Engineers on Hyadraulics
Kazuo HIDA
My 50 years of Fluid Power Technology
Shinpei MIYAKAWA

4
5
7
10
13
16
20
23
25
30

【Conference Report】

Researches of Fluid Power Technologies in Mechanical Engineering Congress, 2019, Japan
Kazuhiro YOSHIDA
Research Trend of Fluid Power in FLUCOME2019
Yasuhiro HAYAKAWA【JFPS News】


35
37

34, 39, 40, 41, 42, 45, 46

The Japan Fluid Power System Society
c/o Kikaishinko Building
3―5―22 Shiba―koen, Minato-ku, Tokyo, 105―0011, Japan4

フルードパワーシステム

巻 頭 言

学会創立50周年記念特集号の発行に寄せて誌上をお借りして，心より御礼申し上げます．
さて，本特集号は，この記念事業のなかの「学会
さな
だ
かず
し
誌特集号の発行」の一環として企画されました．本
眞 田 一 志特集では，各分野における研究開発の経緯と将来に
横浜国立大学大学院工学研究院〒240－8501 横浜市保土ケ谷区常盤台79－5
向けた貴重な提言を頂戴しました．ご多用にもかかE-mail：sanada-kazushi-sn@ynu.ac.jp
わらず，記事の執筆にご協力いただきました皆様に
1986年３月東京工業大学大学院理工学研究科
修士課程制御工学専攻修了．1986年４月東京工御礼申し上げます．
業大学助手，1989横浜国立大学工学部生産工学科 助 教 授，2001横 浜 国 立 大 学 大 学 院 助 教 授，学会創立50周年記念事業の一環として，本学会
2004年横浜国立大学大学院教授，現在に至る．
2018度から，日本フルードパワーシステム学会長．
誌「フルードパワーシステム」の表紙デザインを公募しました．募集のコンセプトは，「安全・安心な社会に貢献するフルードパワーシステム」で，６件
新年，あけましておめでとうございます．今年は， のデザイン案の応募があり，厳正かつ慎重な選考のいよいよオリンピック・パラリンピックが開催され結果，新しい表紙のデザインが決まりました．本号の表紙が，その新しいデザインによる第１号です．
ます．当学会でも，ビッグイベントが予定されてお採択されたデザインコンセプトには，「穏やかな曲
り，５月に学会創立50周年記念講演会を，10月には函館で国際シンポジウムを開催します．あわせて， 線はフルードパワーシステムによって作られた安心・安全な流体を可視化させたデザインになってい講演会，セミナー，研究委員会などの諸活動が活発ます．また，この曲線は半永久的に続く模様であるに行われるよう，会長として務めてまいります．
ためフルードパワーシステムが使用されている機械
当学会の前身である日本油空圧協会は1970年３月に設立され，1984年２月に社団法人日本油空圧
やモノの安心・安全，そして発展がいつまでも続い学会が発足し，1989年３月には第１回の国際シンて欲しいという願いも込めています．」とあり，まポジウムが東京で開催されました．2001年８月にさに創立50周年にふさわしいすばらしいデザイン
は，分野の多様化を受けて，社団法人日本フルード
です．
さて，理工学に関連した科学・技術は急速に進歩
パワーシステム学会に名称を変更し，2012年４月
しています．この時代の流れを先取りするよう，当には一般社団法人日本フルードパワーシステム学会
学会においても，会員の皆様の英知を結集して，さへ移行しました．そして，今年2020年に学会創立
まざまな改革を進めてまいりました．国際交流の深50周年を迎えるにあたり，実行委員会を組織し，下記の記念事業を計画しました．
化と拡大，ITへの各種対応，研究委員会の活性化，○ 創立50周年記念式典の開催
基盤強化の取り組みなどに積極的に取り組んでまい○ 記念誌の出版りました．学会創立50周年記念事業が，当学会の○ 機能性流体に関する入門テキストの出版
明るい未来像を皆様とご一緒に描く契機となること○ 学会誌特集号の発行を祈念して，巻頭言といたします．
○ 学会事務局の設備更新事業
（原稿受付：2019年11月 １ 日）
本記念事業の実施にあたり，正会員，賛助会員の皆様から，多大なるご支援をいただきましたことに，
著

者

紹

介

4

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

田中

豊：創立50周年によせて

5

解 説

創立50周年によせてることを祈っている．
ところで先日，ある企業のトップが，人口減少とた
なかゆたか
少子高齢化に直面する日本の現状を見たとき，もっ田 中
豊とも必要であるはずの重労働や危険作業に関するロ
法政大学デザイン工学部〒102-8160 東京都千代田区富士見２－17－１
ボット産業の出遅れに危機感を募らせている，とのE-mail : y_tanaka@hosei.ac.jp
新聞記事1）を目にした．確かに，建設工事や災害現1985年東京工業大学大学院総合理工学研究科修了．その後，東工大精密工学研究所助手を経場，資源探索や危険作業現場で人に代わるロボットて，1991年 法 政 大 学 講 師，1992年 同 助 教 授，2002年同教授，現在に至る．工学博士（1991年の実用化はまだ少ないように見えるのが現状である．
東京工業大学），（一社）フルードパワーシステ
ム学会副会長，第11回JFPS国際シンポジウム実
一方，研究者も実用化に向け，産官学が連携した
行委員長
取り組みを進めている．革新的研究開発推進プログ
ラムImPACTのタフ・ロボティクス・チャレンジ2）
新年明けましておめでとうございます．2020年 （TRC）
では，極限の災害現場で，へこたれず，タの念頭にあたり，また学会創立50周年にあたり， フに仕事をして人々を救う遠隔自律ロボットとその周辺基盤技術として，タフ油圧アクチュエータ3）や副会長としてご挨拶を申し上げますとともに，学会
油圧駆動ロボットの研究開発が進められ，一部は実の目指す将来の方向性について若干の私見を述べる
用化や製品化が進められている．この分野では，まことといたします．
さしくフルードパワー技術の出番となる．
1．2020年を迎えてまた近年，ソフトロボティクスの研究が注目されている．人間との親和性の高いソフトアクチュエー
戦 後 二 度 目 の 東 京 オ リ ン ピ ッ ク が 開 催 され る
2020年は，本学会にとって，1970年３月の日本油
タにはフルードパワーを利用する事例が多く，流体
空圧協会の発足から50年の節目の年にあたる．多アクチュエータの魅力と可能性などが指摘され4），くの会員の皆様のご支援・ご協力により，記念事業
フルードパワーの活躍に大きな期待が寄せられていや記念行事が行われる．2020年５月には学会創立
る5）．
さらに大手建設会社の重機の自動運転や自律運転
50周年記念式典も行われる．ご支援いただいた皆様や行事企画などに携わった皆様に，関係者一同， 技術を研究・開発する責任者への調査6）によれば，2020年代初頭には運搬系や敷きならし系作業にお心より御礼申し上げる．
ける自動運転の現場適用が進み，掘削系や吊り上げ
ま た2020年10月13日～16日 の 日 程 で 第11回
JFPSフルードパワー国際会議が北海道・函館で開系の重機でも2025年ごろには実現するとの見方だ催される．初めて北海道で開催される国際シンポジ
そうである．これには5G通信技術や臨場感のあるウムである．論文の申し込みや参加登録受付けもす
映像技術の実用化の進展も欠かせない．2020年代
でに始まっている．世界中のフルードパワーの仲間
は，情報・制御技術やセンシング技術を駆使し，フ達と交流を深める絶好の機会である．多くの皆様のルードパワーアクチュエータのユーザー企業である
ゼネコンや建設機械メーカーによる重機の自動運転
ご協力をお願い申し上げる次第である．
への大きな展開が予想されている．学会としても，
2．ロボット技術の進展
こうした取り組みを積極的に広報活動や調査研究活動に取り込む必要がある．
昨年の2019年も災害の多い年であった．台風が立て続けに関東に襲来し，多くの地域で風水害が発
3．素材や加工技術の進展生した．被害を受けた地域は，いまだ復興が途上の流体を動力伝動の圧力媒体として利用するフルー
ところもあると聞く．一日も早く，元の生活に戻れ
著

者

紹

介

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

5

6

フルードパワーシステム

ドパワー技術において，小形化と高圧化は今後とも大きな技術トレンドとなる．そのためには，軽量で高耐圧な材料の開発が重要となる．また，いわゆる3Dプリンタによる付加造形法の加工技術7）の進展により，重さや流路形状の最適化を求めて，フルード
パワーシステムの構成要素はその形状を大きく変えていくだろう．すでに自動車のバルブボディーはかなり複雑な流路形状の組合せで成り立っている．こうした設計技術や付加造形法が製造加工技術に展開され，フルードパワー要素の最適化や軽量化，高効率化が加速度的に進化していくだろう．さらに高圧化にともない，流体のシール素材技術もますます重要となる．学会としても，こうした関連技術の調査
研究を積極的に進めていく必要がある．

4．本学会の役割
学会のホームページやパンフレットには，図１に示すような，多岐にわたるフルードパワーの役割と題する大樹のイラストが掲げられている．省エネル
ギーや地球環境保護，資源循環型社会形成，健康と福祉の充実をミッションに掲げ，油圧・空気圧・水
圧・機能性流体の流体パワーを柱とした多岐にわたる分野を横断・包含する本学会の役割は，基盤技術と先端技術との融合により，今後ますます重要度を増すことになる．そのことに応えるためにも，本学会がフルードパワー工業会などと連携し，企業連合
や大学・研究機関連合，専門家などからなる研究コ

図１

6フルードパワーシステム

第51巻

ンソーシアムを設置し，これまで以上に，フルード
パワーの動力伝動と制御に関する基盤技術の発展と伝承に寄与することが重要となる．
元号が「令和」に変わった最初の新年にあたり，また学会の創立50周年にあたり，今後ともフルー
ドパワーシステム学会の活動に大いに期待するとともに，学会会員ひとりひとりが，自分に何ができるかを常に問いかけ，自ら発信していくことが重要であると考えている．
参考文献
１ ）高本陽一，重労働ロボ産学官で育成を，日本経済新聞，
29面，2019年10月31日
２ ）田所諭，ImPACT タフ・ロボティクス・チャレンジの概要，日本ロボット学会誌，Vol. 35，No. 10，pp. 696699（2017）３ ）鈴森康一, フルードパワーが拓く新しいロボティクス,
計測と制御, Vol. 57, No. 11, pp. 759-764（2018）
４ ）塚越秀行，偏平チューブ形流体アクチュエータの魅力と 可 能 性， 計 測 と 制 御，Vol. 58, No. 10, pp. 773-776（2019）
５ ）川嶋健嗣，フルードパワーのロボットへの展開，KYB
技報，第53号，2016年10月
６ ）重機の自動運転「業界地図」，日本経済新聞電子版，2019年10月31日
７ ）田中豊，特集・3Dプリンティングとモノづくり，油空圧技術, Vol. 58, No. 1（2019）


多岐にわたるフルードパワーの役割

第１号

2020年１月（原稿受付：2019年11月 ６ 日）

北川

能：フルードパワーと情報：リアルとバーチャル

7

解 説

フルードパワーと情報：リアルとバーチャルが現在の100倍になり，自宅内だけでも数十の物がネット接続可能になる．さらに超低遅延URLLC（１
きた
がわ
あとう
ms）により，リアルタイムでの遠隔操作が可能に
北 川
能
なる．
東京工業大学名誉教授〒152-0023 東京都目黒区八雲３
この三つの超を可能にするため，5Gでは２種類
E-mail : kitagawa.ato@gmail.comの周波数の電波を用いる．従来の4Gで用いてきた
1970年東京工業大学大学卒業．東京都立工業高専講師，東京工業大学助手，助教授を経て，6GHz以下の周波数帯のeLTE（低周波数帯）と，5G
1991年同大学工学部教授，2013年同名誉教授，
現在に至る．流体制御，流体駆動ロボット，生から新しく使用する6GHz以上の周波数帯のNR（高体協調流体システムの研究に従事．日本フルー
ドパワーシステム学会名誉員．工学博士．
周波数帯）である．この両方を用いることで３つの超が実現されるが，5Gが開始される2020年ころは
eLTEの基地局の整備が先行し，2022年以降次第にNRの基地局が整備されてくるので，5Gが始まった
1．は じ め にからといってすぐに通信速度が100倍になるわけではない．数多く必要なNRの基地局の整備に時間がこれからの移動通信方式として，次世代の5Gつかかるためである．
まり５generationについていろいろ語られている．
実際の周波数としては，eLTEは3.7GHzと4.5GHz，来年から始まる予定で，その通信速度は現在の100
NRにはまず28GHzが使用される．まず28GHzが選倍にも達するといわれている．これによって社会は択されたのは酸素吸収による損失が他の周波数帯よどのように変わっていくのだろうか．とはいえこれ
り少なく電波の届く距離が長いためである．
は情報といういわばバーチャルの最先端の世界のことである．一方，フルードパワーはリアルの世界に5Gのサービスが始まると，遠隔会議，遠隔手術，おける雄のひとつであろう．雄といっても縁の下の在宅勤務，IoT，自動運転，工事現場の無人化，危力持ちのようなもっとも泥臭い方の雄かも知れない． 険な場所での無人作業，リアルタイム翻訳，情報リ
この両者にどのような接点があるのだろうか．フアルタイム表示，仮想現実，自動農業，防犯などさ
まざまなものが発展すると考えられている．その結ルードパワーの今後の発展を考える上でもまず5G
果，①遠隔会議や在宅勤務が増え会社に集まる必要の今後を考えておく必要がある．
がなくなるので人の移動が減る．②遠くにいる名医
2．次世代の5Gとはの手術が受けられる．③自動運転により人の移動や移動通信の技術は，アナログ音声のみの1G（第物流の自動化が進展する．④VRが身近になり，実１世代），デジタル音声とメールの2G，データ通信
店舗ではなくVR店舗で買物できる．⑤超大量接続による音声とメールと静止画の3G，これにさらにによるIoTにより，すべての「もの」がネットにつ動画も可能にした4G，のように進展してきた．つながる．ここに書いたことだけでなくもっと色々なぎの世代の5Gは，超高速大容量（eMBB）
・超大量
想像すらできない社会的現象が起こるだろう．
今後，5Gを用いたサービスが各方面で盛んにな接続（mMTC）
・超低遅延（URLLC）という特徴をり，BtoBtoXの時代になる．第１のBは通信事業者，持つデータ通信である．これらは何にでも超が付く
第２のBはパートナー企業や大学でありさまざまなような現在とはかなり違うものである．
まず超高速大容量eMBB（10 ～ 50Gbps）により， サービスを提供する側，最後のXは個人や法人でサービスを受ける側である．リアルの代表であるわ
速度が現在の10 ～ 100倍になり，１本の映画が数れわれのフルードパワーの出る幕は，この第２のB秒でダウンロードできるようになる．つぎに超大量
6のパートナー企業や大学として，どのようなサービ
接続mMTC（10 個/㎢＝１個/㎡）により接続密度
著

者

紹

介

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

7

8

フルードパワーシステム

スや社会への貢献ができるかという所にある．
本稿では，まずリアルとバーチャルの観点からフルードパワーと情報の接点を探ってみた．次節では
超低遅延の5Gによって実現可能性がより高まるマ
ジックヒューマンボディと私が呼んでいる遠隔操作
ロボットについて述べる．

3．マジックヒューマンボディ
2011年３月11日に発生した東日本大震災により日本は壊滅的な被害を受けた．マグニチュード９という経験したことのない大きな地震であったが，地震に伴う津波の破壊力は衝撃的だった．そしてその津波によって引き起こされた福島第一原子力発電所

良いと思う．
図１はその想像図である．マジックヒューマンボ
ディと名付けた．マジックハンドの人体版という意
味である．このスレーブロボットは少なくとも人間が行う程度以上の力作業ができる必要がある．またロボットのアクチュエータは，柔軟でオーバーロー
ドにも耐え水濡れにも強いフルードパワー駆動が良いであろう．操縦者はマスターロボットを装着し，遠方から指示を与える．マスターロボットには，作業現場を3Dで再現するゴーグル（プロジェクター眼鏡），現場の足場を再現する６軸プラットフォー
ムに乗った駆動靴が備わっており，操縦者はこのゴーグルを被り，駆動靴を履くことで，あたかも現の炉心溶融事故などはまったく予想もしないことで場で作業をしているように感じることになる．そしあった．津波の多い海岸沿いの原発にもかかわらずて自分のアバター（分身）であるスレーブロボット
炉心の冷却水系の電源を地下に設置するという設計の作業を自分の作業のように感じる．そのためにははまことに不適切なものであった．アメリカ内陸の
力覚，視覚，触覚などの種々のフィードバックが必トルネード向けの対策をそのまま施していたともい要となる．マジックヒューマンボディを実現するた
われている．建設時にはそうであったとしてもそのめには，このようなさまざまな情報を遅延なくやり
後いくらでも改良できたはずが，それができなかっ
とりする必要があり，超低遅延の5Gの技術が進展たのは国内での言霊による圧力があったからに違いすればその実現に大きな力となる．
ない．
このようなフルードパワーの遠隔操作ロボット
人間が炉心溶融した原子炉に入って作業すること 「マジックヒューマンボディ」ができれば原発に限
は放射性物質で汚染されているため不可能であるが， らず，さまざまな危険域内における作業を人間と同ロボットなら可能になる．しかしそのような危険なじように行うことができるであろう．
場所で人間に代わって作業ができるロボットが事故
4．海洋エネルギーによる発電
当時の日本にはまったくなかった．今後はロボットを作るだけでなくそれを常に作業できる状態に整備
今後の5G利用を進めるためにも電力の安定確保
し，操作できる人材を養成しておく必要がある．
は重要である．しかし現在の日本では残念ながら多原子炉にも寿命があり，今後20年ほどで日本にくの原発が停止されたままになっており，再生可能ある原子炉の多くは廃炉の時期に差しかかる．したエネルギーの利用が叫ばれているが，これらは不安がって，放射性物質で汚染されている危険域内で作定な電源であるため電力の安定確保にはほとんど貢業することが絶対に必要になり，そのため人間に代献していない．一方，日本は海に囲まれ，2000万
わって人間と同様な作業が行えるロボットが必ず必kW以上の波力潮力の海洋エネルギーが発電に利用要となる．このロボットの必要条件は多くあるが， 可能といわれている．しかしこれらはエネルギー密
少なくとも人間と同様な作業が可能で，人間と同程度が低く，そのままでは大規模な発電に向かない．
度の大きさであることは必要であろう．原発内の作
フルードパワー技術を使ってこれらのエネルギー密業領域は人間の動作がやりやすいようにできている度を高めることができれば，発電のための現実的なからである．
エネルギー資源となる．
そして，その操縦方法はマスタースレーブ方式が図２に示すのは，海水を波力エネルギーによって
たとえば6MPa程度に昇圧するものである．海岸に設置した装置にとってもっとも問題となるもののひ
とつは破損である．したがってその構造はなるべく単純なものが良い．その例のひとつとして，かつて
我々の研究室で開発したACA1）というものがある．
これは充填時と放出時で受圧面積を変えて増圧や減圧ができるアキュムレータである．この考え方を使えば比較的簡単に昇圧ができる．このような簡単な
図１ マジックヒューマンボディ

8

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

北川

機構はほかにもいろいろ考えられるであろう．
巨大な蓄電池ともいわれる揚水発電所，たとえば神流川発電所は650m余りの落差の上下の貯水池を結ぶ導水路にポンプ水車を設け，それによって駆動される発電機によって１機46万kWあまり，最大６機で280万kWにも及ぶ発電が予定されている．水力発電のもっとも大きな特徴の一つはその起動の速さであり，起動から最大出力までの必要時間が数分程度である．このような巨大なエンジンを数分で立ち上げ可能なのは水力発電だけである．
さて，ACAなどで6MPa程度まで昇圧揚水された
海水は海抜600mの位置にある貯水池に蓄えられ，
ここから一気に流れ落として水力発電を行うことにより大容量の電力を得ることができる．たとえば，毎分１トン（16L/s）の海水が使用できれば100kW程度の発電ができる．毎分100トンなら１万kWである．一旦池に貯めてから発電するので，ある程度安定した発電が期待できる．

図２

昇圧式海洋波力発電

海洋における発電は波力だけでなく風力によるものも考えられる．日本では風力発電に適した陸地は多くないが，洋上風力発電が可能な場所は多いと思われる．洋上では図３に示す洋上浮体式の風力発電が利用しやすい．浮体式は上部に重量物があると不安定になるので，通常の風力発電のように回転翼の後に重い増速機や発電機を置くことができない．そこで，回転翼のすぐ後ろには油圧ポンプのみを置き，速度調整のための油圧モータや発電機は下部の浮体に設置することになる．図３⒜は各風車で直接発電する通常の方式である．一方，図３⒝は一旦海水をポンプでくみ上げ，以後は図２と同様に水力発電をする方式である．いずれも油圧ポンプや油圧モータ，
水圧（海水）ポンプというフルードパワー技術が重要となる．図３⒝の集中方式では，昇圧した海水を一旦図２のように貯水池に貯めてから発電するので安定的な電力を得ることができる．

5．知 能 流 体

9

能：フルードパワーと情報：リアルとバーチャル

⒜

個別方式
図３

⒝

集中方式

洋上浮体式風力発電

でなく情報が重要である．これまでのフルードパ
ワー技術は，それこそフルードパワーというほどであるから，流体にいかに多くのパワーを詰め込んでそれをうまく利用できるかが中心的な関心であり，流体に情報も詰め込んでパワーだけでなく情報も使うなどということはまったく考えてこなかった．
現在研究が進められている機能性流体は，考えによっては流体に情報を詰め込んでいるともいえるが，これは揮発性メモリーである．ある磁場や電場下において特有の性質を発揮するが，その場から抜けると元に戻る．少なくともその性質をずっと保持をしているわけではない．揮発性ではなく，不揮発性メ
モリーを有する流体があったら，一体どのようなことに利用できるであろうか．これはもう「知能流体」と言っても良いかもしれない．さらに進んだ知能流体にはどんな特徴が考えられるだろうか．
これからの5Gの時代，このような知能流体と5Gにはどのような接点があるであろうか．面白い特質を有する知能流体があったとして，その利用法を考えるのは楽しみなことである．

6．お わ り に
フルードパワーをリアルの代表，これから盛んに利用されるであろう5Gをバーチャルの代表とし，その接点について今後の出現が期待されるいくつかのフルードパワーの応用例をもとに述べてみた．
ここに示したものはかなり荒唐無稽といえるものである．この中あるいはこの他のものでも5Gと結びついて役立つものが出ることを願っている．
参考文献
１ ）芦金石，留滄海，斉藤理人，大坂一人，大場孝一，北川能：出力圧力が高速で変更可能なアキュムレータの開発とその応用，日本フルードパワーシステム学会論文集，Vol. 45，No. 1，p. 1- ７ （2014）


（原稿受付：2019年11月 ５ 日）

物の運動を制御し適当に動かすには，パワーだけ
フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

9

10

フルードパワーシステム

解 説

研究と学会活動の回想，学会への期待―油圧分野

オカメラで撮影した．また，ディジタルビデオカメ
ラでも撮影した．結果の一例として，上流圧力が９
つき
じ
てつ
ひろ
MPaの時の可視化結果を図１に示す．左側の図は通築 地 徹 浩常のディジタルビデオカメラ（取り込み間隔1/30
上智大学〒102－8554 東京都千代田区紀尾井町７－１
ｓｅｃ）で撮影した画像である．ピー音と言われている
E-mail：t-tukiji@sophia.ac.jp
キャビテーション音を発してボールは振動し内部の1983年上智大学大学院理工学研究科博士後期課程修了．同大学助手，足利工業大学助教授，
ボールは確認できない．右図は，高速度カメラを用教授を経て，1999年上智大学理工学部教授，現在に至る．油圧工学，流体工学の研究に従事．
いてＸ線撮影をした一コマである．バネとボール
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．工学博士．
の輪郭が鮮明にとらえられている．画像より，ボール，ボールサポートおよびバネが連動してほぼ軸と垂直方向（横方向）に振動している様子がわった．
キャビテーション気泡も周期的に発生していた．以
1．は じ め に上の結果をもとに，振動や騒音を低減するためのボール弁が開発された．この研究で，2005年度㈶本学会が50周年を迎えられたことに対して，こ油空圧機器技術振興財団顕彰を2006年５月26日にこに謹んで祝意を表する．思い起こせば，日本油空受賞した．
圧協会の設立から，社団法人日本油空圧学会，社団
2.2 油圧ポンプ2）
法人日本フルードパワーシステム学会，一般社団法
油圧ポンプに関しては油圧制御弁の場合と同様に人日本フルードパワーシステム学会へと移行し，これまでの学会に対する歴史の重みを感じるとともに， 可視化技術を用いてベーンポンプやアキシャルピス
今後本学会のますますのご繁栄を祈念する．
トンポンプ内の流れや部品の動きの可視化解析を
私が油圧の研究を始めたのは大学４年時の卒業研行ってきた．ここでは，アキシャルピストンポンプ
究からであり，学会事務局へ行ったのは大学院時代
内のノッチからの噴流の流れ解析について述べる．
の事務局でのアルバイトからであった．ここでは， 本研究で製作したピストンポンプの断面図を図２に示す．可視化実験では，吸い込み行程から吐き出し
私が行ってきたこれまでの研究の中から特に油圧に行程に切り替わる際に，吐き出し側の高圧側から油関する研究，学会活動の回想および学会への期待にがノッチを通ってシリンダ内に流入する流れを撮影
ついて述べる．
するため，その場所が可視化できるようにケーシン
著

者

紹

介

2．これまでの油圧に関する研究

2.1 油圧制御弁1）
可視化技術を用いた油圧制御弁の開発に関する研究を学生時代から行ってきたが，ここでは形状が非常に単純であるボール弁に関する可視化技術を用いた研究について述べる．弁内部のボールやバネの動きを可視化するために，Ｘ線を用いてそれらの動きを透過撮影した．ボールの動きを見やすくするためにボールサポートは樹脂で製作されておりＸ線は透過する．Ｘ線はボール弁を透過して，イメージイン
テンシファイヤにあたる．そこでの画像が増感されたものがスクリーンにでき，その画像を高速度ビデ

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フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月⒜ディジタルビデオカメラ
図１

⒝

Ｘ線撮影

ボール弁の内部の様子

築地徹浩：研究と学会活動の回想，学会への期待―油圧分野

グ⒜とリアケースの一部⒝をアクリル材料で製作した．図はT方向（軸と垂直方向）から可視化可能な場合を示している．そのために，さらにシリンダブ
ロックの弁板付近の一部⒞を透明アクリル材料で製作した．軸方向から可視化する場合には，シリンダ
ブロック全体（c，d）を鉄（S45C）に，弁板（バルブプレート）⒠を透明アクリル樹脂のものと交換する．
代表的な例として，５MPa，300rpmの場合の噴流キャビテーションの発生の様子の可視化実験とCFDシミュレーション結果を図３に示す．ピストン
軸と垂直方向からの流れを撮影した結果をCFD結果とともに示している．撮影速度は500FPS（0.0002
ｓｅｃ間隔）で，図の左側が実験結果であり，黄色に光っている雲のような部分がキャビーション気泡である．ノッチ開度（h）が0.68㎜と2.50㎜の場合の各ノッチ開度における撮影結果である．対応する

図２

可視化用アキシャルピストンポンプ

11

CFDにより得られた噴流の中心断面での気泡含有率を図の右側に示している．実験結果の画像より，
ノッチ開度が0.68㎜の時は，キャビテーション噴流が弁板に対して約20度程度の角度を持って流入しているが，ノッチ開度が2.5㎜の時，シリンダ
ポート壁面に衝突する様子がわかる．この現象をCFD結果の気泡含有率の分布はよく表している．以
上のように，実際の作動状態でのアキシャルピスト
ンポンプ内のノッチ付近でのキャビテーション噴流の状態が，実験的な可視化技術とCFD技術によりとらえられており，CFDの解析精度が現在かなりの程度まで向上していることがわかる．本研究は，平成
23年度，一般社団法人日本フルードパワーシステ

ム学会の学術論文賞を受賞した．
2.3 マニホールドブロック内の管路
油圧回路やシステムの省エネルギー化を行うには，管路での損失を低減化することが必要である．したがって，油圧機器を接続するために用いられる管路においてもなるべく圧力損失を小さくするように設計することが重要である．一般に多くの制御弁が使用される油圧回路においては，制御弁を接続するための管や継ぎ手が多く必要になり，必要なスペースも広くなり，配管作業に時間を要す．近年，管や継ぎ手を減らすためにさまざまな手法が考案され，その中の一つにマニホールド方式がある．これは鉄製のブロック内部に穴をあけて管路を作成し，そのブロックに直接制御弁を接続して配管する方式である．
この方式の長所は，配管に管や継ぎ手が不要になるため，スペースが削減でき，配管作業を減らすことができ，油漏れの危険性が減る点である．
このマニホールドブロックの管路内の流れ解析と設計に関する研究で，当時当研究室の大学院生の金澤恵里さんがFLUCOME2013でBest Student Paper
Award3）をいただいた．
以上の内容を含めた油圧技術に関する研究結果の一部は最近の著者の著書4）で説明されている．

3．これまでの学会活動

図３⒜h＝0.68㎜⒝

h＝2.5㎜

ノッチ付近の気泡含有率（５MPa，300rpm）

私と本学会との最初の出会いは，大学院生時代の学会事務局でのアルバイトであった．当時は，油空
圧協会の時代であり事務局も現在に比べると狭かった．学会誌の整理や会員名簿の作成など行ったことを覚えている．1984年に正会員になり，1986年７月から1998年５月まで編集委員会委員をさせていただいた．この期間に，多くの大学の先生や産業界の方と知り合いになり，編集委員会は油圧や空気圧の情報の共有などの希少な場であった．その後，論文集委員，企画委員，表彰委員，国際会議の組織委
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員会委員，研究委員会委員などを務めさせていただ
熟しているかのように見える技術であるからでこそ，いた．2012，2013年度には副会長，2014，2015
十分に信頼されている技術であり，未来にわたって
年度には会長を仰せつかり，重要な責務を司った． 必 要 不 可 欠 な 基 盤 技 術 で あ る． 近 年， 人 工 知 能
当時副会長の北畠多門氏と肥田一雄氏と学会の運営 （Artificial Intelligence; AI）やモノのインターネッ
や活動に関してかなりの時間を費やし議論したこと
ト（Internet of Things, IoT）などの技術が急速に発を覚えている．特に会長時代には，学会の方針とし達しており，その技術の応用分野が拡大しつつあるて三つの方向を重点項目として掲げた．それらは， が，これまで蓄積された基盤技術をさらに利用して財政基盤，産学連携および学術基盤であった．
いくことが重要である．われわれにとって現在そし
これらについて当時のことを具体的に述べると， て未来にわたって必要で重要な基盤技術のひとつがまずは学会を支える必要なものは財政基盤であり， 油圧，空気圧技術であり，本学会の存在意義の大きこれを進めるには賛助会員を含めた会員の方々のごさがわかる．
協力が必要で，当時は特に賛助会員のご協力をお願
以上のような背景のもとに，油圧，空気圧技術をいした．産学連携については，工業会との連携を積核とする本学会へ期待することは，これまで以上に極的に深め，“フルードパワー研究者リスト”および“出前講座”やセミナーなどを推進した．また，新たな研究委員会を立ち上げ，IFPEXでのカレッジ研
究発表コーナーにおける大学関係者による研究成果の発表は，産学交流の良い機会になった．三つ目の学術基盤は学会として重要な基盤であり，学会としての存在意義を示すために必要不可欠である．昨今の社会的グローバル化にともない国際交流も含んだ形で“国際的学術基盤”と呼んでもいいであろう．
本学会の学術基盤として，春と秋の国内講演会および国際シンポジウムを開催しており，本学会が主催している．春の講演会は総会とともに東京で開催され，秋の講演会は東京以外で開催される．国際シンポジウムをはじめ，恒例となった中国との日中ワー
クショップおよび若手研究者の派遣などをとおして活発な交流があり，当時は新たに韓国の学会への使節団の派遣を行い，グローバル化を加速させた．
一方論文集については，2013年１月から電子投稿に移行したフルードパワーシステム学会論文集およ び 英 文 論 文 集 で あ るJFPS International Journalof Fluid Power Systemの発行に力を入れた．JFPS
International Journal of Fluid Power System は
J-STAGEで公開されている．

4．学会への期待
本学会は，油圧，空気圧および機能性流体や水などを使用したエネルギー伝達技術を取り扱う専門学会であり，この技術を使用した産業分野は多岐にわたる．特に，油圧と空気圧技術は，現在ある程度成12

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産業界と大学との交流の場を提供することと，油圧，空気圧技術に関する学術的な活動をさらに進めることである．具体的な交流の場としては，講習会，講演会，国際シンポジウム，研究委員会，学会内の編集委員会等の委員会などがあり，学術的な活動としては，産学連携による研究活動，国内講演会や国際シンポジウムの実施，論文集の発行などがある．今後，以上の講演会および論文集の規模や質を高めていく必要がある．特に近年，社会的にグローバル化が進む中で，本学会においてもグローバル化を推進する必要があり，まずは本学会として，アジア地域
における油圧，空気圧の技術や情報の拠点を目指してはいかがであろうか．
参考文献
１ ）築地徹浩，松本学，佐倉青蔵，永田精一，吉田太志：
可視化技術を用いた油圧用ボール弁の改良，日本フルー
ドパワーシステム学会論文集，Vol. 35，No. 6，p. 103108（2004）
２ ）築地徹浩，高瀬拓也，野口恵伸：アキシアルピストン
ポンプ内のノッチからのキャビテーション噴流の可視化解析，日本フルードパワーシステム学会論文集，Vol.
42，No. 1，p. 7-12（2011）
３ ）Kanazawa, E, Igarashi, D, Abe,O, Tsukiji, T and
Yasunaga, K : Flow Analysis in a Pipe of a Manifold
Block, Proceedings of the 12th International
Conference on Fluid Control, Measurements, andVisualization, Paper No. OS1-02-3（2013）
４ ）築地徹浩：流体工学に基づく油圧回路技術と設計法，
科学情報出版（2018）
（原稿受付：2019年10月30日）

小山

紀：研究と学会活動の回想，学会への期待―フルイディクスが教えてくれたもの―

13

解 説

研究と学会活動の回想，学会への期待―フルイディクスが教えてくれたもの―といわれる2）．1960年代には各国の学会などでフルイディクスに関するセッションが取り上げられるおやまおさむ
ようになり，企業でも注目されはじめ1980年の段
小 山
紀
階でフルイディクス関連の分類に500件を超える特明治大学理工学部〒214-8571 川崎市多摩区東三田１－１－１
許出願がされている3）．出願者の中には当学会の賛E-mail : oyama@meiji.ac.jp
助会員企業が多数認められる．フルイディクスの応
明治大学理工学部教授，流体制御の研究に従事．日本フルードパワーシステム学会，日本機械用研究に特化した集会として，英国で1965年から
学会，計測自動制御学会などの会員，工学博士
Cranfield Fluidics Conferenceがほぼ２年間隔で開催された．わが国でも日本機械学会にフルイディク
スの研究分科会が継続的に設置され，原理や応用に関する調査・研究が実施された．これらの研究は今
1．は じ め に見ても目がくらむばかりの魅力の宝庫だが，フルイ
私の会員番号の最初２桁は78なので，本学会（創ディクスの特徴をよく表すと思う２例を紹介する．
民生用マイコン（i4004シリーズ）が現れたのは立当時は油空圧協会）の創立８年後に入会したこと
1971年である．これに先駆けて制御回路にすべてになる．初めて学会行事に関わったのはこの年の春
フルイディクスを使った空気圧式人工呼吸器が発表
季講演会でスライド係を命じられたときである．
されている4）．フルイディクス発振素子の周波数に
明治大学理工学部前任の原田正一先生が残したより呼吸の周期を，二進カウンタチェーンとデコー
1970年10月発刊の会誌創刊号が手元にある．学会
ダ回路で呼気／吸気の比率をそれぞれ調整できる．
（協会）設立の趣旨である油空圧技術開発の支援のため，早速創刊号の会告に油圧と空気圧それぞれのさらに強制呼吸モードと補助モードの切換え機能も
1）
講習会開催が案内されている ．空気圧は２日の期持つ．制御回路を図２に示す．この当時，論理装置間で，そのうち半日の講演は京都大学（当時）花房としてのフルイディクスの将来を予感させてくれた．
秀郎先生によるフルイディクスとなっている．また大きい出力や流量を扱う分野をパワーフルイディ
手持ちの会誌には欠本もあるためはっきりしないが， クスと呼ぶ．図３に示しているのは実にユニークな研究で煙突自体がフルイディクスであり，煙の流れ
その中で最初の特集号企画は1978年９月号のフルる方向を上の煙突出口と下の容器へ交互に切換えてイディクス応用特集号で当時のフルイディクスへの
リング渦状の煙を吐き出す5）．リング渦は自身で移関心の大きさがわかる．
動してゆく性質があり，逆転層の天気などで煙が浮
2．フルイディクス（Fluidics）とは力を失って低く漂ってしまうようなときにも上昇さ
新しい会員の中にはフルイディクスのことをお知せる効果を発揮する．当時の写真を見ると研究者たりにならない方もあるものと思うので簡単に説明す
ちがユーモラスな丸い形の煙の動きを熱心に観察しる．フルイディクスすなわち日本語では純流体素子ている様子がおかしい．
とは機械的に動く部品を使用せず，流体の流れを切
3．私とフルイディクス
換えたり制御したりする流体要素の総称である．流
私の学部時代の卒業研究は萩原辰弥先生の指導のれの壁面への付着現象は1932年にCoandaにより見もと，フルイディクス発振素子を使った寸法計測の出されているが，1959年ごろHortonが図１のよう課題であった．大学に奉職後最初に当学会から依頼な二次元で拘束された流路パターンへの噴流付着現された会誌解説は図４の全空気圧制御歩行ロボット
象を利用して流体の流れ方向を切換える増幅素子をの記事で６），これは八脚すべての歩行シーケンスを特許申請し，それ以後がフルイディクスの発展期だ
著

者

紹

介

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14

フルードパワーシステム

図１

あるいはフルイディクスで提案された流体の干渉や付着の効果を利用する手法は，フルイディクスのカ
テゴリを超えてすでに利用されているものと考えられる．なぜならこの効果は他の手法により代替不可能だからである．小山は流体が持つ特性を有効に利用する方策のひとつとして，日本のフルイディクス研究における草分けのひとりの神奈川工科大学・山本圭治郎先生の指導を受けながら，同大・吉満俊拓
先生と共同で図８に示すフルイディクスを用いた光流体変換器の研究を長らく実施してきた7）．光を吸収した媒体のわずかな発熱により流体粘度へ干渉が生じることを利用して，光で直接流体の流れ方向や圧力を操作できる．遠い将来かも知れないが，通信Hortonの増幅素子1）

図２

Belforteの人工呼吸器制御回路4）

図３

Parkerらのフルイデック煙突5）や制御信号がすべて光媒体で行われるようになると出番がくるのではないか．
小山の研究室では学科３年生全員が実施するオム
ニバス方式の学生実験で，図９に示すフルイディク
スを使った空気圧シーケンス制御の実習を行っている．電子式制御が万能と信じられている現状において空気圧式で同様のことが実行でき，またそのメリットがある事実を理解して貰いたいからである．
始めてから40年経過して実験台はボロボロだが，フルイディクスは元気に活躍している．フルイディ
クスの特徴のひとつであった耐久性を実証した形になっている．

フルイディクスにより実現していた．本体が水平を保つよう制御しており，脚が何かに乗り上げて傾いたときはその脚を縮めている．フルイディクスと傾斜センサを使った姿勢制御回路を図５に，制御回路全体の外観を図６にそれぞれ示す．
同じ解説にマイコンを制御用に用いた図７の四脚ロボットの記事も載せて貰った．脚を上げたときに重心位置が着地三脚を結ぶ三角形の中に入るようにしながら脚四辺を延び縮みさせる．マイコン回路を載せた基板はきわめてコンパクトに収まった．プロ
グラムの変更により簡単に機能の追加が可能であり，論理装置としてのマイコンの優位性を知らされた．
一方でフルイディクスでしかできないこともある．

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図４

全空気圧制御八脚歩行ロボット

4．お わ り にフルイディクスが注目され始めてから60年が経過し当時の熱病はすっかり収まった（終焉した？）感がある．フルードパワーでは一般に作動流体の全体的な流れ場を扱うことが多いが，フルイディクス
は局所的な流体挙動に注目してその効果を利用する
ことの有用性を教えてくれた．極端な言い方をすれ
ば，統一的で確定的な「場」を基本としたアインシュタインの物理学に対して，素粒子の挙動に注目小山紀：研究と学会活動の回想，学会への期待―フルイディクスが教えてくれたもの―

図９
図５ 八脚ロボットのフルイディクスを使った姿勢制御回路

図６

図７

図８

八脚ロボットの制御回路全体

マイコン制御四脚ロボット

フルイディクスを使った光流体変換器

してさまざまな現象を理解しようとする物理学の立場に相当するのではないかと勝手に考えている．素粒子までとはいわずとも，流れの規模が小さくなるほ

15

フルイディクスを使った学生実験

ど流体の粘性効果などで局所的な作用が大きくなる．
マイクロタス（µ-TAS：micro-Total Analysis Systems）と呼ばれるバイオ・医療分野への微小流体素子技術が近年急速に進化していて，この中でフルイディクスが注目されている．先日，地方独立行政法人神奈川
県立産業技術総合研究所から講演会の案内をいただ
いた．「マイクロフルイディクスを用いた超微粒子作製技術」（東京工業大学未来産業技術研究所・西迫貴志先生），「ペーパーマイクロフルイディクス」（慶應義塾大学理工学部・ダニエルチッテリオ先生），「ナノフルイディクス」（東京大学大学院工学系研究科・馬渡和真先生）の講演を見つけ大変心強かった．
当学会におかれても創立当時のフルイディクスのように新しい分野をどんどん取り込んで，それらを「肥やし」にしながらますます発展してゆくことを期待している．
参考文献
１ ）日本油空圧協会編：会告，油圧と空気圧，Vol. 1，No. 1，（1970）
２ ）尾崎省太郎，原美明：純流体素子入門，日刊工業新聞社，（1967）
３ ）原美明，小川利訓：フルイディクス関連特許，フルイ
ディクスの応用研究分科会成果報告書，日本機械学会，
p. 38-41（1980）
４ ）G. Belforte：LOGIC CIRCUIT OF ARTIFICIALRESPIRATOR, Transaction of the TORTHCRANFIELD FLUIDICS CONFERENCE, BHRA, Vol.
1, p. M1_1-12（1970）５ ）P.J. Parker, B.E.A. Jacobs：A FLUIDIC CHIMNEY,
Transaction of the FIFTH CRANFIELD FLUIDICSCONFERENCE, BHRA, Vol. 1, p. B_57-68（1972）６ ）小山紀，原田正一：マイコンと空気圧による歩行機械の試作研究，油圧と空気圧，Vol. 11，No. 5，P. 276281（1980）
７ ）K. Yamamoto, O. Oyama, T. Yoshimitsu: Opto-Fluidic
Control System, Proceedings of the FIFTHTRIENNIAL INTERNATIONAL SYPOSIUM on
FLUCOME, Vol. 2, p. 541-544（1997）

フルードパワーシステム（原稿受付：2019年11月 ８ 日）

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解 説

空気圧のイノベーションに向けて

著

者

紹

2．空気圧研究の始まり

介
のり

つぐ

則 次

とし

俊

ろう

郎

美作大学地域生活科学研究所〒708-8511 岡山県津山市北園町50
E-mail : toshiro@mimasaka.ac.jp
1974年岡山大学大学院工学研究科修士課程修了．津山工業高等専門学校を経て，1986年岡山大学工学部助教授，1991年同教授，2013年津山工業高等専門学校長，2018年美作大学特任教授，
現在に至る．空気圧を中心としたロボット工学の研究に従事．日本機械学会などのフェロー．
工学博士．

1．は じ め に学会創立50周年おめでとうございます．このような記念すべき特集号へ寄稿の機会をいただき光栄に存じます．
さて，筆者が本学会に初めて参加したのは1980
年の春季油空圧講演会（当時，日本油空圧協会）だと記憶している．機械振興会館で開催された講演会
では，空気圧分野の研究発表は，横浜国大の田中裕
久先生と私の研究の２件だけであり，油圧分野の研究発表とともに１セッションが割り当てられた．自身の発表終了後，隣の部屋で大勢が参加している油圧分野の講演室に入る勇気がなく，そのまま岡山へ帰ったことを覚えている．
あれから40年が経過し，空気圧に関心を持つ研究者が徐々に増加し，本学会において空気圧も市民権を得るようになった．これは自身の空気圧研究を進めるとともに，若い研究者を育ててきた多くの空気圧研究者のご尽力の賜物である．また，空気圧研
究が早い時期からロボティクスやメカトロニクスと融合し，空気圧の特徴に留意した応用研究を取り入れたことも，空気圧への関心が高まった理由である．
私にとっても空気圧のイノベーションを追求した40年であった．
以下では，筆者自身の空気圧研究を振り返るとともに，さらなるイノベーションに向けた空気圧研究の方向について私見を述べる．

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津山高専在職時の1979年４月から1980年３月まで，京都大学オートメーション研究施設の花房秀郎
先生の研究室へ留学した．留学間もなく，花房先生
から空気圧シリンダの位置決めに関する研究テーマをいただいた．空気圧シリンダの高精度位置決めのためには最終停止動作の直前に安定な低速送り（クリープ速度）の実現が望まれるが，空気圧の減衰能不足のため容易でない．これを克服するため，図１の回路において，目標位置手前の両シリンダ室加圧によるピストン減速時に弁３を開き適当な絞りS３を介して両シリンダ室を一時的に結合することにより減衰能を向上させる方法を提案した．この成果は，日本機械学会論文集に掲載された1）．この論文が筆者の空気圧研究の始まりである．

図１

減衰補償を付加した位置決め回路

その後も花房先生から「空気圧は，そのコンプラ
イアンス（柔軟性）を活かした使い方をすべきだ．」とアドバイスをいただいた．後述する筆者の福祉介護分野への応用研究の原点である．

3．空気圧サーボの高機能化
1982年から津山高専において本格的に空気圧サーボの研究を始めた．当時は空気圧アクチュエー
タの制御はオンオフ動作によるオープンループ制御が一般的であったが，筆者は空気圧アクチュエータの高機能化のためには連続動作によるフィードバッ

則次俊郎：空気圧のイノベーションに向けてク制御の導入が不可欠であると考えいくつかの方法を試みた．
小型・高速のオンオフ電磁弁をPWM（パルス幅変調）駆動やPCM（パルスコード変調）駆動して電空比例弁を模擬することにより連続的なフィード
バック制御を実現した．さらに，1983年ごろに国内空気圧機器メーカから発売された電空比例流量制
御弁を用いてラジアルピストン型空気圧モータの回転速度のフィードバック制御を試みた．負荷トルクの変動に対してモータの回転速度を目標速度に維持することができ，フィードバック制御の威力を実感
した2）．
1986年４月に岡山大学の和田力研究室へ配置替えとなり，その後も空気圧サーボの研究を続けた．
空気圧シリンダと４個の電空比例流量制御弁から構成される空気圧駆動装置を制御対象として，先端的な制御理論の導入による空気圧シリンダの位置決め
精度や力制御性能の向上を試みた．最初に導入した最適制御理論では，電空比例流量制御弁の応答遅れ（当時，約40㎳）を補償することにより制御性能を向上させた．当時のパソコンの処理速度の制限により制御系のサンプリング周期を10㎳とし，制御弁の遅れを４サンプリング分のむだ時間として処理した．
つぎに適応制御理論を適用した．極配置制御法を用いてパラメータ値が未知の空気圧シリンダ駆動系
において安定な位置決め動作や力制御が実現された．
また，駆動負荷の質量や外力変化に対して満足できる適応性能が確認された3）．この他，ポジカスト制
御，ファジィ制御，ニューラルネットワーク制御などを応用し，それぞれの効果を検証している．これ
らの知見にもとづいて，企業との共同によりアク
ティブエアサスペンションや空気式精密除振台の振動制御について研究した．
これらと並行して，1990年ごろから企業との共同により２関節型空気圧ロボットの制御に関する研究を始めた．ロボットのアクチュエータは関節に直接取り付けたロータリー型空気圧アクチュエータであり，制御弁にはPCM制御弁を用いた．制御手法にロバスト制御法のひとつであるスライディング
モード制御を用いた．これによりロボットの制御性能の向上を図るとともに，ロボットの代表的な制御方式として注目されていたコンプラインス（柔軟性）制御や位置と力のハイブリッド制御を実施した．
さらに，1992年に大学院を修了後，岡山大学工学部助手（当時）として研究室に残った高岩昌弘君（現 徳島大学教授）を中心に外乱オブザーバを空気
圧サーボ系に導入し，その高機能化に貢献した．また，外乱オブザーバを用いて制御される６組の空気

17圧サーバ系を用いてスチュアート型パラレルリンク
マニピュレータを構成して良好な制御性能を得ている．このパラレルリンクマニピュレータは，主に人間との接触をともなう手首のリハビリテーションや感覚提示などに応用され，現在も研究が続いている．
現在，空気圧サーボの高機能化は著しく，筆者が京都大学や津山高専において空気圧サーボの研究を始めたころに比べると隔世の感がある．

4．空気圧ゴム人工筋とパワーアシスト装置
4.1 マッキベン型空気圧ゴム人工筋
1980年代の中ごろブリヂストンが「ラバチュエータ」の製品名でマッキベン型空気圧ゴム人工筋を商品化した．筆者の研究室では，同社からロボッ
トマニピュレータの提供を受けて制御性能向上に取り組んだ．
空気圧アクチュエータの柔軟性は人間と接触をともなう作業に適すると考え，このマニピュレータをリハビリテーション支援ロボットに応用した．産業用ロボットに適用されるインピーダンス制御法を用いて各種の訓練運動モードを統一的に実現できることを示した4）．当時，この分野の研究はほとんどなかった．
その後，ブリヂストンが「ラバチュエータ」の生産を中止したが，一巻（たとえば30m）数千円のゴムチューブとFLチューブ（電線などを束ねて保護するためのネット状チューブ）を用いて任意の長さのマッキベン型ゴム人工筋を研究室で自作できる
ことがわかった．「これを用いていろいろなことができるようになる」と気持が高揚したことを覚えている．
筆者は農家の生れであり、空気圧ゴム人工筋を用いたパワーアシストロボットの研究のきっかけは農作業の負担軽減であった．たとえば，桃の袋掛けな
どでは両腕を頭上に掲げての作業が多く，空気圧ゴ
ム人工筋を身体に取り付けて腕の保持ができれば好都合である．
図２に示すように，３本のマッキベン型空気圧ゴ
ム人工筋を身体に取り付け，人工筋の収縮により腕

図２

装着型パワーアシスト装置研究の原点

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の持ち上げと内転動作を支援する装置を試作したと
ころ支援効果は十分であった．これが，筆者の装着型パワーアシスト装置研究の原点である．
4.2 外骨格型パワーアシスト装置
その後，身体の各部位の動作を支援するパワーア
シスト装置を開発した．立位保持装具にマッキベン
型空気圧ゴム人工筋を取り付けて構成した立ち上がり動作支援装置を装着することにより，支援がない
場合の約10％程度の負担で立ち上がることができ
た5）．この装置を岡山市内の社会福祉施設や岡山大学病院において下肢麻痺者に装着して，立ち上がり
や歩行支援などの実証試験を行った．図３にその様子を示す．

また，2006年度，2007年度の経済産業省地域新生コンソーシアム事業「トイレ支援用パワーアシス
トウェアに関する研究開発」として産学官連携による研究開発を推進した．一連の研究開発は地域のマスコミ（TVや新聞）に取り上げていただいた．

ムチューブを加圧することにより片側に湾曲する．
これにより，指の握り動作や摘まみ動作の支援が可能であり，また，人工筋を上下逆に取り付けること
により指の伸ばし動作の支援にも利用できる6）．
パワーアシストグローブは，研究室での基礎研究を経て，2012年に岡山市内の企業により商品化されている．このグローブは，2014年から岡山市介護機器貸与モデル事業対象商品として一定の条件を満たす人に安価にレンタルされている．現在は，各種施設や展示会などにおいて広報活動を展開している．
大学では，引き続き，筋電とニューラルネット
ワークを用いて装着者の意思を反映する制御法7）などについて研究した．
この他，マッキベン型空気圧ゴム人工筋を直接に身体に取り付けることによる歩行支援や寝返り動作支援の可能性を示している．筆者の研究室で助教を務めた佐々木大輔君（現 香川大学准教授）は，引き続きパワーアシストウェアの研究開発を進めている．
外骨格を持たないパワーアシストウェアは，空気圧ゴム人工筋ならではの形態であり，小型，軽量，
柔軟で安全なパワーアシスト装置としてさまざまな分野での応用が期待される．関連の研究成果について，文献８），９），10）などを参照いただけると幸いである．

5．実用化に向けて
図３

大学病院と連携した歩行支援装置の実証試験

4.3 パワーアシストウェアへの展開
装置の軽量化や柔軟性のためには，人工筋を直接身体に装着できることが望ましい．立ち上がり動作などのような大きな支援力が必要でない場合には，外骨格のないパワーアシスト装置（パワーアシスト
ウェアと呼ぶ）で十分対応できると考え，パワーア
シストウェアへの展開を研究目的とした．
図４は，その一例のパワーアシストグローブを示す．筆者らの研究室で開発した湾曲型空気圧ゴム人
工筋を手袋の指背の部分に取り付けたものである（図中の原型）．湾曲型空気圧ゴム人工筋は内部のゴ

図４

18

パワーアシストグローブ［原型（左）と商品（右）］フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

大学の研究成果がすぐに実用化されることは容易でない．学会への論文発表は研究者個人で対応でき
るが，研究成果を実用化するためには研究者個人では多くのハードルが存在する．
産学官連携は，これらのハードルを越えるためのひとつの方法である．わが国では，2002年頃から
産学官連携の機運が高まり，コーディネータによる学の研究シーズと産のニーズのマッチングが進められている．筆者も，この時期に，岡山大学地域共同研究センター長として大学の産学官連携を推進する立場にあり，実用化への意識がより高まった．上記の社会福祉施設や岡山大学病院における実証試験や経済産業省地域新生コンソーシアム事業の実施など
はその一環である．地域新生コンソーシアム事業では岡山市のダイヤ工業とご縁ができ，上記のパワー
アシストグローブの商品化につながった．同社とは，現在も空気圧ゴム人工筋を用いた歩行支援装置や腰部支援装置などの実用化と社会への普及に向けた取り組みを続けている．
大学の研究成果を実用化するためには，社会の課
題を念頭においた取り組みと価値観を共有する人との出会いも重要であると考える．

則次俊郎：空気圧のイノベーションに向けて

6．課題解決のキーテクノロジーに
空気圧研究の特徴は，その対象を生産工場内に留めず，ロボティクスやメカトロニクスなどと融合することにより，広く異分野まで拡張した点である．
種々の応用分野が考えられるが，たとえば，人間との接触が避けられない福祉介護分野では空気圧の柔軟性が有用である．
現在，福祉介護分野では介護現場の労働改善の一つの方策として介護ロボットの導入が喫緊の課題である．
現状の介護ロボットは，開発されている技術と利用者のニーズにギャップが生じるなど，広く普及しているとは言い難い状況である．筆者らは，このような状況に対応するため，2018年11月に美作大学を拠点として「介護ロボット研究会」を設置した．
本研究会は産学官および福祉介護施設などとの連携組織であり，ロボット開発者と利用者が情報交換や協議をする場を設けることにより，現場のニーズを反映した介護ロボットの開発や製作，実用化の推進を図る．
図５は，厚生労働省と経済産業省が示したロボッ
ト介護機器の重点項目の一部であり，装着型の介助や移動支援のイメージである．このような用途において，空気圧は介護ロボットの課題解決のための
キーテクノロジーとなる．特に空気圧ゴム人工筋を用いたパワーアシストウェアは介護者の負担軽減や被介護者のQOL向上などへの応用が期待される．

図５ ロ
 ボット介護機器の重点項目の例
（厚生労働省・経済産業省資料より引用）

これらの実現のためには，基礎的な要素研究に加えて総合的な研究が求められる．介護ロボットを適切に制御するためには，たとえば，AI（人工知能）の導入が効果的な場合もあろう．実用的なシステムを完成するためには，空気圧分野のみに留まることなく，適切なマネジメントの下で総合的な異分野融合研究が求められる．

7．お わ り に
空気圧研究を始めてから40年間の取り組みを紹介した．空気圧シリンダの位置決め，アクティブエ
アサスペンションや空気圧ロボットの制御,空気圧

19

ゴム人工筋の開発と装着型パワーアシスト装置への応用など，空気圧のイノベーションに向けて一連の研究を実施した．
工学研究には社会との関連が求められ，自分の研究が世の中でどう役立つか，その研究の先に何があるかなどを常に考えておく必要がある．このような観点から，空気圧の応用を意識して，企業や医療分野などとの共同研究を推進した．筆者らのこれまでの研究成果がどれほど社会の役に立ったのかは定かでないが，一人でも多くの研究者や技術者諸兄が空気圧に関心を持つ縁となれば幸いである．
これらの研究は良き指導者や研究室のスタッフと学生諸君の協力によるものであり，関係の皆様に厚くお礼を申し上げる．
また，本稿の執筆中に花房秀郎先生の訃報をお聞きした．冒頭で述べたように筆者を空気圧へ導いていただいたのは花房秀郎先生である．稿を閉じるにあたり，先生のご指導に心より感謝申し上げます．
参考文献
１ ）花房秀郎，則次俊郎：空気圧シリンダの高精度位置決めのための圧力制御方式，日本機械学会論文集（C編），
Vol. 47, No. 415, p. 328-336（1981）
２ ）則次俊郎：電空比例制御弁を用いた空気圧モータの速度制御，油圧と空気圧，Vol. 16, No. 4, p. 288-295（1985）
３ ）則次俊郎，和田力，矢野坂雅巳：空気圧サーボ系の適応制御，計測自動制御学会論文集，Vol. 24, No. 11, p.11871194（1988）
４ ）則次俊郎，安藤文典，山中孝司：ゴム人工筋を用いたリハビリテーション支援ロボット（第 １ 報 インピーダ
ンス制御による訓練運動モードの実現），日本ロボット
学会誌，Vol. 13, No. 1, p. 141-148（1995）
５ ）Toshiro Noritsugu, Daisuke Sasaki, Masafumi
kameda, Atsushi Fukunaga and Masahiro Takaiwa：
Power Assist Device for Standing up Motion Using
Pneumatic Rubber Artificial Muscles, Journal of
Robotics and Mechatronics, Vol. 19, No. 6, p. 619-628（2007）
６ ）佐々木大輔，則次俊郎，山本裕司，高岩昌弘：空気圧
ゴム人工筋を用いたパワーアシストグローブの開発，
日本ロボット学会誌，Vol. 24, No. 5, p. 640-646（2006）
７ ）小西秀和，則次俊郎，高岩昌弘，佐々木大輔：“筋電により人間の意思を反映したパワーアシストグローブの制御，計測自動制御学会論文集，Vol. 49, No. 1, p. 5965（2013）
８ ）則次俊郎：空気圧ゴム人工筋を用いたパワーアシスト
ウェアの開発，日本ロボット学会誌，Vol. 33, No. 4, p.
222-227（2015）９ ）則次俊郎：社会実装のための次世代アクチュエータ，日本ロボット学会誌，Vol. 33, No. 9, p. 660-663（2015）10）則次俊郎：柔軟構造のフルードパワーアクチュエータの展望，フルードパワーシステム，Vol. 48, No1, p. 7-11
（2017）


フルードパワーシステム（原稿受付：2019年10月30日）

第51巻

第１号

2020年１月

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フルードパワーシステム

解 説

研究と学会活動の回想，学会への期待―機能性流体分野

著

者

紹

介
なか

の

中 野

まさ

政

み

身

東北大学未来科学技術共同研究センター〒980-8577 宮城県仙台市青葉区片平２－１－１
東北大学産学連携先端材料研究開発センター内
E-mail : masami.nakano.b2@tohoku.ac.jp
1982年早稲田大学大学院理工学研究科博士後期課程修了．同年山形大学助手，助教授を経て，1997年同教授，2008年東北大学教授流体科学研究所，2018年同教授未来科学技術共同研究セン
ター，現在に至る．機能性流体，流体関連振動・騒音，振動制御などに関わるスマート流体制御
システム工学に従事．

1．は じ め に

空圧シリンダーの位置決め制御，空気圧シリンダー駆動２リンクマニュピュレータの姿勢によって変化するマニュピュレータ定数に適応する適応制御，２
リンク空気圧ゴム人工筋駆動マニュピュレータによる力と位置のハイブリッド制御などの研究を実験とシミュレーションの両面から展開してきました．日
本フルードパワーシステム学会には，上記の空気圧制御の分野ではなく，むしろその後1994年ごろか
ら研究展開を始めた機能性流体関係の分野で，大きく係ることになりました．そのような関係で，今回も機能性流体分野での執筆依頼がありましたので，本学会との係りなども含めて，創立50周年にあたりフルードパワーにおける機能性流体分野の著者自身の研究（ER/MR流体フルードパワー）と学会活動を振り返るとともに，機能性流体分野の展望と本学会への期待を述べさせていただく．

日本フルードパワーシステム学会が創立50周年を迎えられましたことに心からお慶びを申し上げます．同時に，これまで本学会の発展に多大なご尽力されました諸先輩方に敬意を表します．
2．ER/MR流体フルードパワーの研究展開
本学会に著者が入会したのは大学院博士後期課程
2.1 E
 R/MR流体の創製とそのレオロジー・流動特の２年生の頃で，大変ありがたいことに当時青田刈
りで山形大学工学部精密工学科の自動制御の講座に性評価に関する研究助手（現在の助教）として採用していただくことが外部電場や磁場の作用のもとで流体のレオロジー
内々で約束されておりました．博士論文研究が「産特性が変化する粒子分散系ER（Electro-Rheological）
業用の高圧ガスバルブから発生する騒音・振動の解
流体やMR（Magneto-Rheological）流体の基本的レ
オロジー特性（定常，ヒステリシス，動的粘弾性
明と低減化」に関するものでしたので，どちらかというと流体工学の分野の研究でした．自動制御の分 （動的モデルの構築も含む）などの特性）と流動特性について検討し，それらの諸特性を把握して，そ野には直接的には関係しておりませんでしたし，特の特性を活かした特徴的な応用機器の開発とその制に，メカトロニクス・ロボティクスの分野を開拓してほしいとの要請もあったことから，これまでの自御法の提案に結び付けている．壁面が相対運動する
分の流体工学の研究分野（高速空気力学）を活かせ
せん断流れやスクイーズ流れモード，固定壁面間のて，かつ制御工学分野との融合がある当時の日本油圧力流れモード（バルブモード）などにおけるER/
空圧協会への入会を博士課程の指導教員から勧めが
MR流体のレオロジー・流動特性や電場や磁場に対あり入会しました．
する応答速度等の諸特性を測定する装置を考案・開発し，DC，AC，PWMなど各種の印加電圧信号に
博士後期課程で学位を取得後，山形大学に赴任し対するそれらの基本特性について実験的に検討し，てからは，メカトロニクス・ロボティクスの分野で粒子のクラスター形成，凝集，相分離現象などの発
それまでの研究分野を活かせるということで，空気生と関連して流れモードや印加電圧信号の違いに圧制御の研究に主に取り組みました．空気圧シリン
よって大きくER/MR効果が異なることを明らかに
ダーや空気圧ゴム人工筋などの空気圧アクチュエーしている．特に，圧力流れモードでの定常流や往復タのモデリングと特性解析を手始めに実施し，かなりの精度で特性をシミュレーションできるようにし， 振動流におけるER/MR流体のレオロジー特性を把

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フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

中野政身：研究と学会活動の回想，学会への期待―機能性流体分野

握し，その動的機械モデルを提案・構築して，圧力流れモードを用いたダンパの発生減衰力予測に活用してきた．また，MR流体の粒子沈降と使用に際してのシールの必要性を回避する目的で，スポンジ・不織布等の多孔質体にMR流体を含浸させたMR流体コンポジットを創製し，その往復せん断モードにおけるレオロジー特性の把握とその動的機械モデルの構築を行い，MR流体コンポジットを用いたせん
断モードダンパの設計に供している．
各種用途に適した新規ER/MR流体の創製とレオ
ロジー・流動特性に関する研究も実施してきた．新規ER流 体 に 関 し て は，ER流 体 を 作 動 流 体 と す る
Micro Fluid Power Systems（MFPS）の構築を目的に，そのアクチュエータを駆動するより微細な流路でも使用可能なER流体として，低い基底粘度でER効果もより高く時間的にも安定したER効果の得られる400nmのTiO2のナノ粒子分散ER流体を開発している．新規MR流体としては，分散媒として比較的高い粘度のシリコーンオイルを用いた粒子沈降が回避できる高粘度MR流体，マイクロ粒子にナノ粒子を混合することにより比較的高いMR効果が得られるマイクロ・ナノ粒子混合MR流体，分散媒として液体を用いないでかつ流動性を高めた鉄粒子パウ
ダーからなる高性能なドライMR流体などを新規に創製するとともに，開発した磁場印加型平行円盤レ
オメータによって，それらの磁気レオロジー・流動特性等を評価している．
2.2 ER流体のフルードパワー分野への応用展開
ER流体のフルードパワー分野への応用研究としては，まず，マイクロ粒子分散系ER流体を用いた拮抗型ベローズ可変減衰力ダンパを開発し，その除振テーブル用の除振脚への応用と振動制御について
理論・実験両面から検討し，ダンパの発生減衰力を予測するとともに，ダンパの発生減衰力が印加電圧の２乗に比例することを考慮した振動体速度の平方根をフィードバックする非線形スカイフック制御を提案し，効果的に振動系を線形化でき高性能な振動制御特性を実現している．さらに，同じER流体ダ
ンパを用いたタイヤ・車体からなる２自由度車両サスペンション系を構築し，ローパス・ハイパスフィ
ル タ ー を 用 い た タ イ ヤ お よ び 車 体 速 度 の 非線 形
フィードバック制御を適用し，効果的なサスペン
ション制御系を提案している．
粒子分散系ER流体のMFPSへの応用を目的に，前述したように 微 小 間 隙 を 流 れ るER流 体 のレ オロ
ジー・流動特性を明らかにするとともに，フォトリ
ソグラフィ法を用いて３ポートマイクロERバルブを製作し，２つのERバルブにPWM制御を適用して連21

続流量制御を実現している．さらに，可動部にポリウレタン膜（30㎛）からなるダイアフラムを用いた
３ポートマイクロアクチュエータをフォトリソグラ
フィ法によって構築している．ダイアフラム制御
ポートの上流および下流部にそれぞれERバルブを配置し，両ERバルブをPWM連続流量制御することにより，ダイアフラムの変位を制御する構造となっている．PID位置フィードバック制御により，バンド
幅2.2㎐の高精度なERマイクロアクチュエータ制御を実現している．さらに，マイクロベローズ及びポリウレタン膜ダイアフラムを用いた２種のER流体マ
イクロアクチュエータからなる６個の触知ピンをもつER流体駆動点字表示システムを実現している．

2.3 MR流体のフルードパワー分野への応用展開
MR流体は，ER流体と比較して約50～80倍程度の大きなせん断応力を発生することと印加磁場を可変するために電磁石を必要とすることなどから，比較的サイズが大きくかつ大きな力を必要とする用途への応用が期待される．そのため，MR流体のフ
ルードパワー機器への応用研究として，ダンパ，ブレーキ，クラッチなどのフルードパワー要素機器への応用とそれらを活用した各種のスマートマシンシ
ステムに関する研究開発を行なってきた．
2.3.1 MR流体ダンパへの応用展開
MR流体を活用したダンパとして，上述した拮抗型
ベローズER流体ダンパのER流体バルブ部を円筒状コ
イルとその発生磁界方向に対してMR流体が垂直に流れるように構成したジグザグ流路をもつMR流体バ
ルブに変更し，２つのベローズ室内にMR流体を充填した拮抗型ベローズMR流体ダンパを開発し，除振制御への有効性を実証している．また，停電時にも信頼性をもって作動するMR流体を使ったダンパとして，電気的な制御系をいっさい使わずに，永久磁石とチェックバルブを用いて変位×速度の正負によって減衰力が変化するMR流体ダンパを開発し，その建築物の免震制御への有効性を実証している． 建築
物の免震・制振システムにMR流体ダンパを適用する際には，長時間静置時のMR流体中の分散磁性微粒子の沈降が信頼性などの実用上の問題となる．MR
流体を多孔質体（不織布）に含浸させることで，この粒子沈降の問題が解決でき，かつ密閉のための流体シールが不要なMR流体多孔質コンポジットを活用した回転型MRブレーキとその回転を直動に変換
するボールネジとからなる20［kN］級の免震・制振用 の 直 動 型 可 変 減 衰 力MRダ ン パ（ 最 大 全 長800［㎜］
，ストローク±100［㎜］）を開発している．
2.3.2 MR流体ブレーキへの応用展開
コイル巻線用の線材の張力制御装置への応用例と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

して，線材がMR流体を含浸させた多孔質体（不織布）の中を直接通過することによりMR流体の抵抗力を受けて制動する機構を採用したMR流体コンポ
ジットブレーキを用いたコイル巻線用張力制御装置を開発している．従来の回転プーリ・ブレーキ系を用いた張力制御装置のブレーキ系の回転慣性に起因する張力変動を回避することができ，特に，線速の変動が著しい非円形コイルの巻線時に従来品に比して張力変動を１/５程度へ低減できている．
誘導電動機などを用いた簡便サーボ機構においては，停止時の回転慣性による停止位置のズレをなくする目的で機械的な摩擦式電磁ブレーキが多用されているが，これに替わるMR流体を用いた単盤型のモータ用励磁作動型および無励磁作動型電磁ブレーキを開発し，低騒音，耐摩耗性，長期安定性などの面で高性能なMR流体電磁ブレーキを実現している．
小型の多盤型MR流体ブレーキを膝継手に活用して随意に制御可能な大腿義足を開発している．使用者の随意制御の情報を取り出してMR流体を用いた可変制動力ブレーキによって膝の抵抗をコントロー
ルし，義足使用者が随意に膝継手のLock・Yielding・
Freeを切り替えて階段や坂道の昇降を交互のステッ
プでスムースに歩行することを可能としている．
MR流体クラッチ・ブレーキの比較的負荷の大きい
動力伝達・制動系への応用の手始めとして，国内ブ
レーキメーカとの共同で小型EV向けのMR流体ブレー
キを設計・開発し，そのブレーキ特性を把握するとともに，実車（超小型EV）の４輪に搭載し走行試験を実施して，十分なブレーキ性能とブレーキフィーリン
グ制御・ABS制御の適用など高い制御性があることを実証している．さらに，高負荷のエネルギー消散をともなうクラッチ・ブレーキへの適用を前提に開発した，
通常のMR流体より幅広い温度範囲でかつより高い性能を発揮する流動性を高めた鉄粒子パウダーからなるドライMR流体を用いた車両用ブレーキも開発し，実車に搭載して試験走行を実施している．今後，ス
マートモビリティなどへの実用展開が期待される．
2.3.3 MR流体クラッチへの応用展開
MR流体クラッチは，印加磁場（コイル電流）によるトルクリミッター機能および一定トルクでの滑り回転機能を発揮するため，モータ等の他の動力源と組み合せることによってバックドライバビリティが確保できようになり，人と接触して用いるロボッ
ト等の安全・安心の向上と確保に寄与することが期待できる．その例として，カップ型MR流体クラッ
チとモータからなるアクティブ負荷機を活用した下肢リハビリ用筋力評価・訓練システムを開発した．
また，機能回復訓練用の下肢装着型パワーアシスト

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装具のバックドラィバビリティを確保することによって安全・安心の向上を目的に開発した，サーボ
モータと多盤型MR流体クラッチそして各種減速機からなるMR流体アクチュエータも開発している．

3．本学会における活動と期待
3.1 研究情報の発信・交流の場としての学会
第２章の研究成果に関しては，本学会の春秋の講演会やJFPSフルードパワー国際シンポジウムにおいて特別講演をしたり企画したOSでの研究発表をしたり，さらに学会誌「フルードパワーシステム」の解説記事として寄稿したりして，著者自身の研究成果の情報発信と情報交換および関連情報の収集を行ってきた．これらの活動が可能だったのは，本学会がカバーするフルードパワーとして，油圧，空圧に加えて機能性流体をかかげており，学会内に機能性流体に関わるひとつの学術コミュニティが形成されていることによると思っている．今後，このコミュニティを一層広げるととともに，質・量ともに向上させ，その研究成果を産業界へとつなげることが期待される．本学会のひとつの強みは，油圧，空圧分野に特化した産業界が存在することであると考えている．この見地から，油圧，空圧分野での一層の産業界との連携が強化され，本学会が核となって機能性流体の分野でも大学の学術研究だけでなく機能性流体に関わる産業がひとつでも多く創出されることを期待している．
3.2 研究委員会での活動と期待
1996年から現在まで，本学会内に機能性流体に関する６つの研究委員会（各３年間）を継続して設置し，委員長として活発な調査研究活動を推進してきている．これらの研究委員会での活動を通じて，本学会の機能性流体を活用したフルードパワー技術分野の研究展開や発展，並びに学術的交流，そして機能性流体コミュニティの一層の拡充に関して何かしらかの貢献ができたのではと思っている．機能性
流体のフルードパワー分野への展開に関して一緒に活動してきた研究委員会のメンバーには心から感謝の意を表する．今後とも，このような研究委員会などを活用して，数多くの学術コミュニティを形成す
ることによって，会員の各コミュニティへの参加および非会員の入会を勧誘するなどして，コミュニ
ティの量と質を向上させることによって，学会の一層の発展が期待できる．
末筆ながら，本学会の益々の発展を祈念申し上げます．
（原稿受付：2019年12月 １ 日）

北畠多門：JFPS学会50周年記念に寄せて―学会の未来への期待

23

解 説

JFPS学会50周年記念に寄せて―学会の未来への期待

著

者

紹

以下，私なりの３つを述べたい．

介
きた

ばたけ

北 畠

た

多

もん

門

株式会社NF1代表取締役〒141-0032 東京都品川区大崎２－９－２－1204
E-mail：nf1corporation@p05.itscom.net
当学会：賛助会員，フェロー，正会員，元副会長・理事，1998―2018：SMC㈱役員・顧問，1994―1998：MMAJ理 事，1991―1994駐 英 公 使，1967―1991通産省（現 経産省）
，中小企業庁等の職歴（1975：英国留学，1980－83在シドニー総領事
館領事）

1．は じ め に１）本学会は，フルードパワーの学術の基本の基を守り続ける場である．
 油，水，空気は今後50年も必須で，何ら変わりがない．
 したがって，これらに関係する学術の必要性は変わりない．フルードパワーにかかる学術は，地味で基本的なものであり，目立たないものである．
 この基本認識をしっかり持って，本学会もその活動を展開し，強化していくことが重要．
 ついつい目先の技術動向に関心が集まり，それがあたかも本流であると考え，錯覚するかもしれません．そうなることは当たり前のことかもしれないが，本学会は，それのみのために存在しているのではないと考えることが重要です．

「本学会50周年，心からおめでとうございます．」
本学会創立50周年を迎えて，お喜びの言葉を述べたい．本誌編集委員会から，私に，50周年記念誌に投稿をしてほしいとの依頼があった．私は，昨年（2018年）７月にSMC株式会社を退社しているので，
２）本学会は，物事を見る眼，大きな視点，広い視「遠慮の気持ち」があった．しかし，本学会のこれからの50年を見据えると，学会活動の過去を思い出
野を持つことを養成する場である．
しつつ，将来に向けて何らかの視点や見方を提示で 現在の「管理社会」で，人を含むデータが管きれば，と感じ，お引き受けをすることにした．
理されている．コンピュータの管理能力は，計
私は，本学会の正会員で「フェロー」にも登録さり知れないものがあり，それから逃れられない．
その中にいると，いつの間にか大きな視点，広れているが，退社後「株式会社NF1」を創設した．
い視野の「眼」が曇りがちである．
本学会の賛助会員に㈱NF1がなることをお認めいた 「管理の枠」にとどまり続けると，ルーティ
だいた．その諸活動により，賛助会費を納めること
ン・ワークで生涯を終えてしまう．若い正会員ができている．当会社としても，本学会のご発展を，一歩下がって心から祈っているのです．
の方々に，自由に触れ，議論し，討議する場を設けることはきわめて重要です．今から先をど
2．本学会活動への対する基本的認識
う見るかという視点，幅広い考え方の形成がで今後の50年に向かって，本学会の基本的認識やきるようにすることが必要です．
期待を述べてみたい．
 管理する側，管理する仕組みを作る側に回らないと大きな新しい道を歩めない．そのために「本学会とは，何か」，今一度，基本に戻り，学会
は大きな視点，広い視野を養う場が必要だ．本
活動を通じて感じたことを思い出し，現時点で再考
当の意味で，「頭脳を鍛える場」でもある．
した事柄を，解説論文ではなく，随筆調で述べたい．
本学会には，それを期待したい．
もちろん，現在本学会で行われているイベントなどは，「これは，是」として，さらに「進化」，「深化」させていくことの重要性は十分にあり，適切対応が必要です．

３）本学会は，現代の多様化な価値を認める心を養
い，絶えず挑戦する気概を養う場である．
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

 AI（人工頭脳）や自動運転など最近の技術を実現しようとすれば，ハード面の装備が必ず必要ですが，そのハード装備を製造しようとすると，工作機械，組立機械などのハードな設備が必要です．その設備が稼働するためには，フルードパワーが必須で，それを支援するフルー
ドパワーの学術がどうしても欠かせません．
 現代社会の産業技術の展開は，めざましいものがあり，一ヶ月前の最新の技術も，本日時点
ではもう古いかもしれない．
 フルードパワーの学術は，製品生み出しの「要素技術」といわれるように，その意味は，「基礎になり，きわめて重要な技術」という意

ためには，財務基盤の強化は絶えざる課題です．
財務基盤の強化のため，財務基盤強化委員会が本学会の直属委員会として設置されている．
私は，本学会副会長を拝命した際，会社経営の視点から，当時の香川本学会会長（東工大）のもと，
財務基盤強化の議論と実行に務めた．
財務基盤の強化のため，より充実した議論と実行が求められ，この課題を絶えず乗り越えようとする
試行と努力が求められる．恐らく，どこまでやっても「これで完成」，「これで解決」ということはないのではないか．そのためには，
１）皆様の忌憚のないご意見を出していただくこと
２）本学会の魅力をいかに高めること

味が込められている．
の基本を維持し，そのための議論と実行が重要です．
 フルードパワーの部品は，シリンダー，バル4．締めの言葉……最近の感想
ブ，補機など，何万種類もあり，まさに多様に展開されている．
気候などの天変地異が起き，最近は「二度あるこ 世界がこれだけ狭くなり，距離の概念がなくとは，三度あり」，「災害は，忘れた頃にやってくなり，データやりとりの分野は無限に拡張，発る」，「百年に一度有るか無いか……」などが聞かれ，展している．その際，多様な考え方や多様な価 「危機管理の重要性」が指摘されている．同意であ値感を受け入れていかないととても追いついてるが，その通りに従順であると，「それで身が安全いけない．
か」というと必ずしもそうではない．
 特に，今後の世界は，人間一人一人の能力や「何でもあり」が正直なところだ．
個性が尊重される方向に動いていくでしょう．
また，社会のルールを守り，コンプライアンスが 多様な価値観，論理，学術などが，存在し続重要といわれる．同意であるが，ルール違反だからけうるようになり，容認することにならざるを 「アウト」，社会から締めだそうという議論が強すぎ得ない．その中で，「発展・成長」や「進化」，
やしないか．「アウト」になったとしても，リター「深化」が行われると思われる．
ンマッチ・再挑戦の機会が与えられるようにするこ 本学会はこのような方向の中で，「生き延びとが重要なことではないか．「閉塞感」や「停滞」ていく必要」がある．そのためには，「多様性」 は避けたい．学術の世界も，失敗はある．失敗を恐を認め，「切磋琢磨」することが必要で，そのれず，果敢に再挑戦したい．学術の進歩においてもような機会の場を提供する本学会でありたい．
そんな「汪洋さ」がほしいと感じる．
 「切磋琢磨」，「挑戦」の気概も忘れてはなら「よくよく観察」，
ない．
「よくよく吟味」，「よくよく鍛錬」，
3．本学会が活動を展開するためには，財務基「よくよく精進」
盤の強化が必要――50年後も変わらないは，本学会活動にも，当てはまることです．
以上2．において，本学会への期待を込めて３点申本学会の今後50年の成長・発展，進化，深化をし上げたが，その底流では，財政基盤は重要である．
祈念したい．
本学会が創設されて，恒常的に財政を支援してこ
再度，おめでとうございます！
られたのが，SMC㈱の高田会長であり，本学会でも（原稿受付：2019年11月 5 日）
「高田賞」を設けるなど，そのご支援に応えてきた．
これからの50年，本学会が発展，進化していく24

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

肥田一雄：油圧機器設計の回想，油圧技術者／設計者への期待

25

解 説

油圧機器設計の回想，油圧技術者／設計者への期待

著

者

紹

介
ひ

だ

肥 田

かず

一

お

雄

川崎重工業株式会社顧問〒651-2239 神戸市西区櫨谷町松本234
E-mail：hida_k@khi.co.jp（一社）日本フルードパワーシステム学会会員，（一社）日本機械学会会員．

1．は じ め に
油圧機器の向け先分野をモバイル（建設機械，農業機械等の車輛），インダストリ（産業機械，設備として稼働）と大別して考えると，モバイル分野での油圧機器の発展は，質も量も，主として油圧ショ
ベルに牽引されてきたと感じる．
「油圧ショベル大1）
全 」 に以下のようなことが記されている．
「戦後，日本の油圧ショベルの大市場に多くの建設機械メーカが参入し，競争環境のなかで切磋琢磨した結果，日本の油圧ショベルの技術レベルは設計技術，生産技術の両面で世界トップとなり，現在に至っている．また日本製の油圧ポンプ，コントロー
ル弁等の油圧機器やディーゼルエンジンもそれら機器メーカ間の競争や建設機械メーカとの協業により性能・コストの両面で世界トップクラスとなり，世界シェアも高い．」
油圧技術，油圧機器は全体システムの中で重要な役割を果たしているが，縁の下の力持ちであり，目立たない．油圧機器は本機に対し「補機」と呼ばれることもある．私は「構成機器」という名が良いのではと思う．油圧機器の設計者は機器の性能／機能を最高にしようと思うだけでは十分ではない．「構成機器」ゆえ，本機あるいは全体システムの性能／
機能の向上に貢献しているか，そこを主に，第一に考えるように言ってきた．

2．油圧機器設計の回想
私は1978年川崎重工に入社し，当時，油圧機械事業部で油圧バルブの設計をスタートした．
2.1 油圧ショベル用のコントロール弁の設計
1983年から1999年まで油圧ショベル用のコント
ロール弁の設計を担当した．1983年当時，当社はショベル用ポンプ，旋回モータの製造実績は豊富であったが，本格的なショベル用コントロール弁を設計，製造（社内にて）したことはなかった．西神戸
工場にはホーニング盤，スプール外径用研削盤，自動運転スタンドはなかった．設計ノウハウもなく，
ショベルメーカから教わってコントロール弁内の回路を決め，内部通路を設計した．そしてケーシング
素材図を描いた．素材図を鋳物メーカに持って行き，造ってもらえるメーカを探すところから始めた．
数か月後，コントロール弁試作品ができ，ベンチで評価試験を重ねた．そして実車に搭載し，実車試
験が始まった．大変であった．ショベルはブーム，
アーム，バケット，走行，旋回と作動アクチュエー
タが多く，微操作，緩操作，高速操作，無負荷から重負荷と操作が多様である．負荷圧力も積込量，地面の硬さ，姿勢，作動速度により変わってくる．基本２つしかないポンプの吐出流量を，作動すべきア
クチュエータにコントロール弁が振り分ける．複合作動の場合，どちらに多く，どちらに少なく，という配分要望があるが，それも動作，姿勢，負荷などで変わってくる．それらの要請をコントロール弁の各スプールのストローク—開口面積特性で満足させ図１

 ョベル用油圧システム：
シ
ネガティブコントロール方式

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

25

26

フルードパワーシステムていく（図１）．そういうノウハウは当社になかった．すべてをショベルメーカから教わりつつやった．
実車テストといって何日もショベルの側にいた．
操作を見ては，ショベルの上に登り，スプールを改善型に交換する．そしてまた操作を見て，オペレー
タ，評価者の意見を聞く．そして最後に，次回の実車テストに持ってくるスプールを検討し打合せする．
その繰り返しであった．
ストローク-開口面積特性が十分にマッチしていないと，実機としての操作性が悪くなり，スムーズさが無くなり，ショックも多い．全体としての作業速度も遅くなる．
「そういうショベルではオペレー
タが疲れる．ヒステリシス，ジャンピングの多いリ
モコン弁では，一日運転しているとオペレータの肩が凝る．そういう実機にはオペレータが乗りたがらない．
」そういうことを聞かされながら，実車テス
トを繰り返していった．
その後，このスプールの開口面積特性を変更して作業性を良くしていく作業のことをTuningと呼ぶようになったが，当時は旋回の停止時，走行の停止時にはスムーズに，という以外，ショベルの操作性，作業性を良くしていくというニーズは当社内では全く理解されておらず，「なぜスプールの量産仕様が何回やっても決まらないのか」との社内からの批判に苦労した．
実際には，その後，量産が始まっても，フィールドでの評価を聞き，操作性のさらなる改善のためにスプールをrunning changeしていくのである．それも初めての経験であった．
あわせてリモコン弁（油圧パイロット弁）も開発していた．当時は市場ではコントロール弁のスプールを駆動する方式として，まだリンクによる機械方式と油圧パイロット方式とが混在していた．油圧方式はまだあまり信頼されておらず，操作性の要求の厳しいユーザにはリンクによる機械方式を持って行

図２

26

リモコン弁の開発

フルードパワーシステム

ストローク-二次圧特性
第51巻

第１号

2020年１月

くとのことであり機械操作式のコントロール弁も試作した．しかしこの時のリモコン弁の開発の成功もあって（図２），以後は機械レバー式コントロール
弁のニーズはまったくなくなった．
そういうショベルメーカの場内に行っての実車テストを日本で３社，韓国で３社，中国でも経験できた．いずれも当社製コントロール弁を初めて採用してみるというタイミングであったと思う．油圧機器の設計者とショベルメーカの設計者が協同して，操作性の良いショベルに仕上げていきたいという強い思いはどのショベルメーカにおいても共通であった．
油圧機器設計者の目指すべきものは，ショベル
メーカなど本機メーカから見ての全体システム（当社製油圧機器を含んだ）に対する満足感であり，そして，ユーザ（オペレータ）がそのシステム・実機を操作しやすいと思う満足感である．油圧機器設計
者は機器の性能／機能だけを見つめていては不十分である．実車テストの経験からそのように思うようになっていった．
油圧機器は「構成機器」ゆえ，機器設計者には本機，全体システムを見て，触り，（可能なら）自分で操作することが重要である．現地・現物，目視，
体感，自己操作である．油圧ショベルだけでなく，
油圧プレス，射出成型機のような産業機械でも同じことが言えると思う．ただ油圧ショベルは，油圧システムで操作する自由度が高く，応答性，力強さ，正確性，微動作性が操作者によくわかる．私は油圧機器設計者にショベル用油圧機器の担当でなくても，ショベルの技能講習を受けて運転免許をもらい，実際に運転することを薦めてきた．私も技能講習を受け運転免許を持っている．10年，20年先，どんな
電気油圧システムになっているのか，それは実際に操作してみることが一番早い理解方法と思う．
2.2 産業機械用大型ポンプ
2010年当社は大型の鍛圧機械分野での適用を想定し，斜板形高圧・大容量ピストンポンプの開発に着手した2）．（注NEDO助成事業，500MN大型鍛造プ
レスへの適用を目指した．）押しのけ容積500㎤，
定格圧力45MPa，最高圧力50MPa．
これだけ高圧，大容量の産業用ポンプとしては，
ドイツ製のものしか実績はなかった．
当社の事前検証試験をベンチにて行うが，実機と同じ作動油，負荷条件，実機並みの回路／配管で行うこととした．ただし，実機では１台の電動モータの前側，後ろ側にそれぞれ２台のポンプがタンデムで装着される．それが６セットあり，合計24台のポンプでシステムが駆動されるのに対し，ベンチ試
験では電動モータの前側に２台タンデムで装着した．

肥田一雄：油圧機器設計の回想，油圧技術者／設計者への期待

ベンチ耐久試験も，その実機並み回路上で，実機操業を模擬した負荷条件を与えて行った．
それまでにポンプ単体での耐久試験は済ませていたが，実機並み回路上耐久試験で初めて見つかる課
題もあり，事前検証の段階で対応出来ていた．ポンプの開発は完了し，2013年４月，500MN大型鍛造
プレスは予定通り立ち上がった（図３）．高圧，大容量の産業用ポンプとして一つの実績を作ったと思う．

27

み，42MPaと高い定格圧力で5,000min－１（M7V112）を超える高速運転を実現している
これまで斜軸式ピストンモータでしか実現できていなかった高速回転領域である，そこでの斜板モータの実績を一つ作ったと思っている（図４）．

3．これからの油圧技術者，設計者への期待
3.1

 路の抵抗，圧力損失，流量係数
通流体力学の原理，原則へのこだわり．
与えられた式を使って計算するだけでなく，あるいは数値計算CFD計算を他者に委託するだけではな
く，その式がどこから来ているか自分で考え，そこにこだわるようにして欲しい，と設計者に対し思うことが多かった．そのため，2019年当社設計者に対し，自分で以下のような流体力学に関する解説をした．
「その現場，現物大では流れに対し何が支配的か」同じ粘度の水の中でもイルカの泳ぎとゾウリムシの泳ぎは異なる．しかしイルカがゾウリムシの大きさまで小さくなれば，その周囲はゾウリ虫が感じるのと同じ粘い流体になる3）．（“現地，現物大での体感粘度”のようなものがあると説明した）

図３

K7VG500ポンプ，ポンプユニット

2.3 斜板式高速油圧モータM7V
2019年 当 社 製「 斜 板 式 高 速 油 圧 モ ー タM7Vシリーズ」がJFPS技術開発賞をいただいた．本油圧モータは，将来への展開が期待される技術を盛り込

図５ 同じ粘度の水の中でのイルカの泳ぎとゾウリムシの泳ぎ①ベルヌーイの定理5）6）ｐ＋

1 2
ρv ＝const.
2

 ベルヌーイの定理から広がり管，縮まり管，ベンド等の損失の式が導かれるが，基本的には動圧にある係数をかけたものとなっている．
∆p＝K*・

1 2
ρv
2

ここまでは粘度μ，長さℓが出てこない．
 イルカの泳ぎの世界である．粘性は無視されており，慣性力を支配的に考える．（長さℓの無い）ある局部の圧力損失：動圧分の一部損失である．
図４斜板式高速油圧モータM7V構造
フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

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28

フルードパワーシステム②円管内の通路損失5）6）
 ハーゲンポアゼイユの式を使って，円管内の通路損失が表される（図６）．（層流の場合） ここで初めて，式中に粘度μ，長さℓが出てくる．
（ゾウリムシの泳ぎの世界に近くなったから．）
128μℓ
∆p＝
Q
πd4

⑥絞りの流量係数（図８）

図８ 絞りの流量係数8）

図６

円管内流れ

力の釣り合い③層流，乱流の両方を考えてダルシーワイスバッハの式でまとめる．ここでλ：管摩擦係数

 Re＞102では流量係数は0.6から0.8であるが，Reが102より小さくなれば0.6よりもさらに小さ
くなる．ℓがdに比し無視できなくなるとReの代わりにチョークナンバーσを横軸にとり整理する
d πℓが，σ＝ ℓ ・ Reであり， が10－1のオーダであ
d4ℓ 1∆p＝λ ・ ρv2
d 2
λの中に粘度μがあり式中に長さℓがある．
④広がり管，細まり管，ベンド等それぞれの損失係数をKa，Kb，Kcとし，それらの局部損失を通路損失に加える．

ることを考えれば，ここでもReが支配的である．
 v，Re，（そして

1 2ρv ）を常に電卓で計算する
2

ようにしておく．Reが102のオーダになれば要注
意で，便覧，ハンドブックで流量係数cを見に行く．
3.2 振動問題への技術的こだわり
ℓ 1
1
1
1
∆p＝λ ・ ρv2＋Ka ρv2＋Kb ρv2＋Kc ρv2
d 2
2
2
2
「油圧基幹技術」4）には「バランスピストン型リ
リーフ弁のピー音はパイロット弁の自励振動であり，
d
d
λ
d
1
＝ （ℓ＋ Ka＋ Kb＋ Kc）・ ρv2
λ
λ
d
λ
2
約1000Hz，程度と高く，主ピストン部に設けた細孔を小さくする，パイロット弁シート部のシート径ddd
 ℓが実際管長， λ Ka， λ Kb， λ Kcがそれぞれを小さくするなどの対策 」が記されている．当社での等価管長である．管径が均一で流速がvで一定
もパイロット弁シート部上流に絞りを設ける，主弁という大胆な仮定を置いているが，粘性があってピストンの重量を変える（ばね室容積を変更する）
初めて起こる管内圧力損失と，粘性に関係ない局
等，種々の対策経験がある．ひとたびピー音が発生
部損失をたして全体圧損を簡便な形で表せている． すると，対策は試行錯誤に陥り，その抑制には多大（イルカとゾウリムシの世界の共存）な時間，コストを要していた．
⑤ベンドの話2014年，当社では主弁プランジャの動的CFD解 ベンドについて（図７）cのような形状でかつ析を行った9）．時々刻々と変わるプランジャの位置
で，流体力をCFD解析で求め，プランジャと壁面の1Reが大きければKc・ ρv2の形（動圧の一部損失）
2間の通路形状も時々刻々変わるので，セル形状を変で計算すればよい．bの形状でReが小さければ， 形させる手法（メッシュモーフィング）を適用した
aのように直管で同じ長さを持つとしてハーゲン（図９）．解析結果で5.3kHzの自励振動が起きていポアゼイユの式で，計算する．（曲がりの影響， て，実験での５kHzとほぼ一致した．別のCFD解析
すなわち曲がりでの動圧分の損失は無視できる．） でインパルス応答を調べたが，主弁プランジャのば
128μℓ
ね室の油の圧縮性ばね効果による主弁の固有振動数
∆p＝
Q
4
πd
が4.5kHz付近にあることがわかった．その固有振動数が油通路の共鳴周波数と近接しているため自励振動が発生したと考えられる．
実車の負荷も関係する低周波（１Hz前後）4）の振動も多く経験した．そのひとつにネガコン方式のショベルで緩速度での旋回中に起きる振動がある．
図７ ベンド，細曲管
旋回速度が上がる→負荷圧が下がる→ポンプ圧が下
細直管
がり，旋回速度が下がる→ネガコン（余剰油）信号28

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

肥田一雄：油圧機器設計の回想，油圧技術者／設計者への期待も下がる→ポンプ吐出量が上がりポンプ圧が上がり→旋回速度が上がる，という繰り返しである．

図９ リ
 リーフ弁ピー音 CFD解析：メッシュモーフィン
グによるプランジャ振動の考慮

29

る努力を続けてほしい．

4．お わ り に広がり管，縮まり管，ベンド等の損失の係数は，機械工学便覧7）で見ると，原典は1926年から1958年の海外の論文である．機械工学便覧の編のタイトルも「水力学および流体力学」である．水を使っての水力学として古くから研究されてきていることがわかる．
油圧機器では－20℃でもリモコン弁は小径の配管を通して，コントロール弁に油で信号を送る．油圧ポンプもそれなりに油を吐出する．水ではそうはいかない．また今の油圧シリンダでは35MPaで水の場合よりはるかに大きな力を出せる．その結果，

油圧ショベルがコンパクトにでき，トラックの荷台に乗せて災害現場まで運ぶことができる．現地ではコントローラ→電磁比例弁→ポンプの傾転量→実自分が通れる幅さえあれば，坂道を自分で作ってで機の動き，の間で振動が起きるケースもある．低温， も，小川を腕を使って乗り越えてでも，自分で作業
高温時，それぞれ異なった形態で振動が発生する事現場まで走れるのである．そして狭いところでも力10）例も経験した．JSME振動学 というテキストがある
強く作業ができる．
が，その中に油圧システムの振動を扱っている例は「ショベル大全」に「1921年，ピエトロ ブルネ
見当たらない．油圧技術でも「振動学のテキスト」 リはブルネリ製作所を開設．仕事の関係で，よく建のようなものが望まれる．これから油圧技術の世界
設現場を訪れた．その時に，電気モータや蒸気動力に入って来ようとする人が見られるようにしてほしい． を用いた機械式ショベルが，土砂をトラックに積み
3.3 相 似性・非相似性へのこだわり：シューを例に込む動作がとても遅く，信頼性に乏しい作業を見て，ポンプ，モータのシュー（スリッパとも呼ばれ
油圧ショベルの発想が芽生えたとされる．設計を開る）は挙動が複雑で技術的にも興味深い．多くの研始すると，市場に適切な油圧機器が存在しないとい11）12）
究，解析が行われている．ある局面での解析はう大きな壁に直面した．」 とある．
できても，全体の挙動を連続的に解析するのは難し
隠れているが，（目に見えないところに有るが）油
いと思える．文献12）によれば「あくまでも限定され
圧機器，油圧技術の必要性は昔も今もこれからも高い．
た条件下において物理現象を表現した数式に数値を参考文献代入してコンピュータで計算した結果であることは１ ）岡部信也，杉山玄六：改訂版 油圧ショベル大全，日念頭においておくべき――．油圧機器のシミュレー
本工業出版
ション結果の活用には，経験の深い油圧技術者の目２ ）服部智秀：鍛圧機械用高圧大容量油圧機器について，と勘が頼りになる．」 目と勘はサイズを小から大ま
油空圧技術（2018）３）白倉昌明，大橋秀雄：流体力学⑵，コロナ社
で横にらみすることでも養われると思う（図10）．
４ ）日本フルードパワーシステム学会：油圧基幹技術－伝どの特性で相似性が成り立ち，どの特性では相似性
承と活用－JFPS編，日本工業出版が成り立たない，そしてそれは何ゆえか？ という５ ）石原智男：油圧工学，朝倉書店
６ ）石原智男他：油圧工学ハンドブック，朝倉書店
検討を続けて欲しい．
７ ）日本機械学会：機械工学便覧 改訂第 ６ 版分冊発行 第 ８
油膜厚さ，材料強度の寸法効果，実物面粗さ，前編，水力学および流体力学
述の現物大-体感粘度，等，相似性をなりたたせな
８ ）日本フルードパワー工業会：実用油圧ポケットブック
９ ）高橋正憲：油圧リリーフ弁の異音現象の非定常数値流
くする要因は多いが，そのうち何が支配的か検討す
体解析，油空圧技術（2015）10）日本機械学会：JSMEテキストシリーズ 振動学（2013）11）風間俊治：斜板式アキシアルピストンポンプ・モータを対象としたマルチランド・スリッパの数理モデリング，平成
28年度秋季フルードパワーシステム講演会講演論文集2016
12）風間俊治：液圧機器摺動部の数値解析，油空圧技術
2018. ８

図10

シュー（スリッパ）小，中，大

フルードパワーシステム（原稿受付：2019年11月 ４ 日）

第51巻

第１号

2020年１月

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30

フルードパワーシステム

解 説

筆者のフルードパワー 50年

著

者

紹

との大切さを体験できた．

介
みや

かわ

宮 川

しん

新

ぺい

平

3．一度目のドイツ留学

会社には留学制度がなく，他から奨学金が得られ
ればと，サラリーマン研究員としては無理難題の条件付であった．そこで当時，西ドイツの「アレクサ1970－1986年油圧技術，1987年以来世界の水圧
ンダ・フォン・フンボルト留学財団」への応募であ技術の調査，ADS技術開発，製品化，市場調査，
市場導入に従事．日本フルードパワーシステム
る．本来は大学の識者が中心．民間からの応募は基学会評議員，日本フルードパワー工業会技術部
長，水圧部会長．工学博士．
本的にはない．一度目は不合格，二度目も不合格ならば退職と決めていた．運よく二度目で合格の通知．
先生方の強いご支援をいただいた．会社も渋々認め，なかった留学制度の素案を人事から留学中に受け取
1．は じ め にる．会社には新たに留学制度が確立された．留学先は西ドイツ，アーヘン工科大学の流体駆動制御研究
フルードパワー技術との出会いは新入社員（1970年４月）の精密事業部での技術開発が始まりである． 所（IHP）で主任所長はW. Backe教授である．研究
テーマは「ブレーキ弁を含む油圧ウインチの閉回
実務と研究を学んだ．その後当時の西ドイツ留学へ
1）路」
であった．期間はドイツ語研修（４か月）をの機会を得て，油圧技術の研究手法を学ぶと同時に含めて，1984年８月から1986年１月末であった．
同研究室のベルギー人，トルコ人，ドイツ人そしてこの間，大学への入学手続きを行って他分野の研
日本人の異文化交流を経験する．帰国後，留学先の研究所所長W. Backe教授の紹介を得て欧米と日本究所会議にも参加した．
を駆け巡る水圧技術調査と実際を学ぶ．新技術開発
4．帰国直後に決めた「水圧技術開発」と新市場導入に向けて，これまでの油圧技術資料をすべて廃棄し，事前調査もない即断即決の水圧技術
帰国後事情は一変．研究所は本社から独立して別の組織になっていた．ご多分に漏れず，私の机と椅開発に着手する．「油圧・水圧の50年間」，多くの子はなかった．会社は専門分野である「油圧事業」
先生方と日本フルードパワーシステム学会，日本フから撤退をしていた．「油圧制御技術」を生かせる
ルードパワー工業会と企業の方々から多大のご支援
テーマはないか，頭を抱えた．所属会社は「水」技とご指導・ご鞭撻を賜った．ここに衷心より御礼を申し上げて「私のフルードパワー 50年の歩み」を術を事業としているのに……．そんな中，独立した「水圧技術30年」に絞って記述する．
研究所の責任者に東工大名誉教授谷口修先生着任．
「油を水に替えた水圧技術をやりたい」と単純にご
2．油圧技術と出会う
意見を伺った．先生いわく「そうか，賛成だ．しか会社の主たる業務は海外との技術提携によるポン
し，これは難しい開発だ．完成には30年は必要だ．
それまで君は継続できるか，新しいモノは時間がか
プ・モータ製造・販売であるが，筆者は「ブレーキかるし市場もわからない，失敗したら君は人生を棒弁」に係るテーマを選択した．舶用ウインチ，ステに振る，その時，僕はもうこの世にはいないぞ，そアリング，車両の旋回，走行などの機械装置へ応用
れでもやるか」と．即座に「やります」と答えていである．研究，開発そして製品化，現場作業などのた．これまでの油圧技術に係るすべての資料を廃棄一連の業務を経験した．この業務は後々水圧技術立して背後を絶った．事前調査なしで「水圧サーボ
ち上げに役立つことになる．そこで起こる多くの現2）弁」の開発から始まった．
象から研究に携わる．テーマを決めたらやり抜くこ（一社）日本フルードパワー工業会〒105-0011 東京都港区芝公園３－５－８
機械振興会館311号室
E-mail：miyakawa-shi@jfpa.biz

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フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

宮川新平：筆者のフルードパワー 50年

1997年５月，当学会に「水圧システム研究委員会」が設立され，現在も継続されている．３回にわたる
特集号3）-5）や創立30,40年記念出版6）-7）がなされた．
1999年７月には油空圧工業会に水圧部会が設置され，その後年度ごとに，十数回におよぶ特別部会，補助事業のもとに委員会が設立され今日まで継続されている6）．また，当工業会での活動は60周年記念特集号に集約されている8）．以上の事業推進は先生方，当学会との積極的な連携によるご指導，ご鞭撻の賜物
である．

31

いた．そのほか，国内においてはやはりフンボルト
留学を経験された，東京大学法学部長の石井紫郎教授が，当時「総合科学技術会議」（総理大臣主催
2003. ３）の委員であったことから内閣府を訪問する機会をいただいた．「水圧技術」の産業への貢献に関しての紹介にご尽力いただいた．先生はのちに恩賜賞をお受けになっている．水圧技術推進には，技術，市場と同時に国際連携の必要性を強く感じた時であった．

5．留学で得られた識者との出会い「アレクサンダ・フォン・フンボルト財団」による留学後は，当時の「東日本アレクサンダ・フォ
ン・フンボルト協会（国内）」の理事を仰せつかり，お蔭で著名な方と出会う機会をいただいた．
写真１はドイツの現メルケル首相が環境大臣として1991年に来日（３年後に首相に就任），ドイツ大使館公邸で「ノルトライン・ウエストファーレン州の経財相と企業代表者」を囲み「赤ワイン」で乾杯のひと時である．この時，環境関連のドイツ大企業
トップとの面識を得たのでドイツ訪問時の，水圧調査に多いに役立った．

写真２

中国科学院にて路教授と面談

6．アーヘン工科大学滞在時の活動

W. Backe教 授 は2002年， ド イ ツ 機 械 工 業 連 盟（VDMA）で水圧部会を組織されていた．内容は専門雑誌（O＋P）掲載の中で「日本における水圧技術」を話題にされ，筆者を紹介して下さっていた9）．
訪問時は技術より「市場調査」の報告が主であった．
1998年以降のドイツでの水圧技術調査，特に企業訪問も多くはW. Backe教授の紹介であった．その後，ドイツ企業から水圧ポンプユニットを購入，水圧モータ開発の依頼，水圧弁など実物を前にして多くを学んだ．ドイツのある街には水圧企業が多く存在する．その街を歩いていると多くの水圧企業の知写真１ 中央が当時のメルケル環境大臣（右筆者）
人に出くわした．筆者の企業訪問を知人たちは知っ
写真２はアーヘン留学帰国後中国科学技術院長にていた．「水圧技術の基本的技術開発はドイツから」就任された浙江大学長路（Lu）教授を訪問した時といっても過言ではない．W. Backe教授の大学退のものである．同教授は私と同じフンボルト留学生
職後はほぼ毎年夏にご自宅を訪問することとなった．
である．院長は「水圧技術」に関心があつく，「何2009年８月W. Backe教授の80歳の誕生日，ご自宅
か一緒に協力できないか」などの質問をいただいた． にBurrows教授（英国Bath Univ.）とご一緒に招待
先生が学長であった浙江大学を訪問し，実験装置をしていただいた．深夜までワインを飲みながら３人見学させていただいたが共同研究は実現にいたらなで「将来のフルードパワー」について議論したことかった．先生は面会時，ドイツ語も得意なこともは今でも忘れることはできない．Burrows教授は斜あって付き添いの通訳の制止を押し切り，しばらく
板式水圧ポンプを製品にした英国企業を紹介してく
互いの恩師W. Backe教授の素晴らしいご指導・おださった．1998年のことである．このことが水圧
人柄を共通話題にしながら留学当時を語ることがで技術開発の方向を決めた重要な決定的一瞬であった．
きた．のちに産業総合研究所理事長訪問のため来日
ひとつ忘れがたい出来事がある．2011年の「3.11された．その時には夕食会などに随行させていただ
東日本大災害」の時であった．会社からの帰宅途中
フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

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フルードパワーシステムの こ と で あ る． 駅 舎 で， 携 帯 電 話 が 鳴 っ た．W.
Backe教授からの電話である．
「日本で凄い災害が発生しているが，君は大丈夫か．義援金を払いたいのだがどこ宛てに送金すれば良いか」と．日本赤十字社であると告げた．写真３は2014年８月，先生の85歳の誕生日訪問の時である．先生は「君は水圧のパイオニアだ」と奥様とともに賞賛していただ
き，先生最後の書物10）にサインをして贈呈してくださった．写真は奥様が撮影してくださった．今となっては忘れ難い．

写真４

Prof. Murrenhoff（右），Prof. Schmitz（左）教授室にて５月訪問時,引継ぎの一年前である．

８．新市場へ向けた経済学的手法を学ぶ

写真３

著書を贈呈いただく

7．二度目のアーヘン工科大学滞在
2004年５月から再び「フンボルト財団」の支援でW. Backe教授（IHP）の後継者であるMurrenhoff
教授（IFAS）のもとで研究し，水圧技術の調査活動を継続させていただいた．前任者は主に「水圧市場」の話題であったが，後継者は「ポンプ」の技術的話題が中心であった．主にポンプ効率に及ぼす影響因子に関する話題であった．ここでは関連資料が豊富であり，研究者とも直接面談して深い討論を行うことができた11）12）．
「日本の水圧技術」についても二度にわたって紹介する機会をいただいた13）14）．アー
ヘン工科大学での水圧技術の調査は1987年以来，2018年３月までおよそ30年間におよんだが現在も継続している．この総まとめは2018年３月第11回
IFKでMurrenhoff教授のご指示をいただいて報告することができた15）．調査はMurrenhoff教授の後継者のSchmitz教授に引き継がれた．筆者の滞在時から，面識のある方が後継者となった．写真４は2017年

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フルードパワーシステム

第51巻

第１号

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新技術は市場導入されて初めてその価値は評価される．水圧の市場評価は既にモニター機，製品として小規模量産化まで実証した6）12）．本格的事業としてはさらなる市場のセグメント化と顧客要求度の定量化が重要であると同時に「マーケティングエンジ
ニア」の重要性を，身を持って経験した．この種の16）-18）
参考資料は少ない(MOTとは幾分異なる）．
「理」の技術と「情」の「モノ売り」が混在する「市場導入とコストの世界」に強い関心を持ち，虜になっている19）-21）．元会社研究所長谷口修先生ご発言の通り「水圧30年」になる．2020年３月末にはフルー
ドパワーに関与して50年を迎える．
新市場は新技術開発との間で「情報というボール」を受け渡しながら並走して生み出される．その途上での解決策がイノベーションにつながる．その道のりは長い．
参考文献
１ ）Miyakawa, S., Fujisawa, K., Dluzik, Aachen：
Dynamisches Verhalten eines Hubwerks mit einem
geshcllossenen Hydraulikkreislauf, O+P “Ölhydraulik
und Pneumatik”, 31 Nr. 8, p. 627-632（1987）
２ ）Eizo Urata, Shimpei Miyakawa：United States
Patent, HYDRAULIC SERVO-VALVE, Patent Number
5, 186, 213 Date of Patent：Feb. 16, 1993
３ ）特集「水圧システムの開発に向けて」日本油空圧学会
論文集，日本油空圧学会誌，Nov，1998 Vol. 29 № 7４ ）特集「ADS―新水圧技術の今！」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 学 会 誌，
July. 2013 Vol. 44 № 4５ ）特集「大学における水圧研究」，日本フルードパワー学
会誌，フルードパワーシステム，May. 2019 Vol. 50 № 3６ ）水圧駆動テキストブック，日本フルードシステム学会
創立30周年出版，日本フルードパワーシステム学会，
2003年 ４ 月
７ ）アクアドライブ技術の進展，日本フルードパワーシス
テム学会創立40周年出版，日本フルードパワーシステ

宮川新平：筆者のフルードパワー 50年

ム学会，2011年 ４ 月
８ ）創立60周年記念特集号 技術編 水圧編，（一社）日本
フルードパワー工業会，フルードパワー，VOL. 30 № 2
2016. 5９ ）W. Backe：Gesprächsrunde Wasserhydrulik, O+P,“Ölhydraulik und Pneumatik” 46, Nr. 8, p. 464-481（2002）
10）W. Backe, H. Baum：Systematik fluidtechnischer
Schaltungen, Fluidn, Shaker Verlag, 201311）Stefan Rinck：Untersuchung und Optimierung
Schnellaufender axial- und radialkolbenpumpen beim
Betrieb mit wasserbasischen Drueckflüessigkeiten,
RWTH Aachen 1992, Dissertation
12）Stefan Gils：Einsatz, Konturierter und beschhicteter
Kolben-Buchse Paare in Axialkolbenmaschinen in
Schrägscheibenaufweise, Nobember 2011, RWTH
Aachen, Dissertation13）Shimpei Miyakawa：Anwendungen vonWasserantriebs-systemen, O+P “Ölhydraulik und
Pneumatik”, 47（2003）Nr. 4, p. 256-260
14）Shimpei Miyakawa：Aqua-Drive-System, O+P“Ölhydraulik und Pneumatik” 11-12/2010, p. 414-422

3315）Shimpei Miyakawa：Bond of 3+Decades of AvH
Awardee at RWTH Researching Water Hydraulics, 11
IFK, March 19-21. 2018, Aachen, Germany16）宮川：イノベーションと環境マネジメント―体験的イ
ノベーションの創造と事業化プロセス―，横浜国立大
学環境情報研究院社会科学系講義，2006年
17）H. Marzian Schmidt：Von Vertriebs-ingenieur zum
Markt-Ing. mit Kunden Gewinnen System, Springer,
Sieghard，im Augst 1998
18）G u e n t e r S c h u h ： B u s i n e s s E n g i n e e r r i n g
Managementgrundlagen füer Ingnieure, WZL, RWTH
Aachen, Aprimus, im September 201419）クレイトン・クリステンセン：「イノベーションのジレ
ンマ」，伊豆原真由美訳，翔泳社 初版 ５ 刷発行，2002
年８月８日20）伊藤満：「イノベータのジレンマ」の経済学的解明，日
経BP社，第 １ 版第 ２ 刷発行2018年 ６ 月 ７ 日21）平野淳，潜在価値マーケッティング，㈱幼冬社，第 １
刷発行，2018年 ８ 月20日


フルードパワーシステム（原稿受付：2019年10月21日）

第51巻

第１号

2020年１月

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フルードパワーシステム会

告学会創立50周年特別会費（賛助金）ご芳名
2019年12月15日現在，学会創立50周年記念事業・行事に協賛し，特別会費（賛助金）のご協力をいただいた賛助会員および正会員各位への感謝の意を込めまして，ここにご芳名を掲載させていただきます．関係者一同，心から感謝申しあげます．


一般社団法人 日本フルードパワーシステム学会



会長（学会創立50周年記念実行委員会 委員長） 眞田 一志



理事（学会創立50周年記念実行委員会 幹事）

吉満 俊拓［賛助会員］ 50音順（敬称略）㈱IHI

イナバゴム㈱㈱インターナショナル・サーボ・データー

SMC㈱

SMC中国㈱川崎重工業㈱川重商事㈱㈱神崎高級工機製作所

KYB㈱㈱小松製作所㈱阪上製作所㈱ジェイテクト

CKD㈱

勝美印刷㈱

住友重機械工業㈱ダイキン・ザウアーダンフォス㈱大生工業㈱㈱TAIYO㈱都筑製作所東京計器㈱東京計器パワーシステム㈱TOHTO㈱豊興工業㈱ナブテスコ㈱日本機材㈱日本クエーカー・ケミカル㈱フジサンケイ ビジネスアイ

日本精器㈱(一社）日本フルードパワー工業会

日本ムーグ㈱日立建機㈱㈱日立建機ティエラ   ㈱不二越㈱増田製作所

マックス㈱三菱電線工業㈱ヤマシンフィルタ㈱油研工業㈱㈱ユーテックリバーフィールド㈱［正会員］ 50音順（敬称略）
饗庭 健一

天野

勝

荒井 一則

池尾

茂

石井

進

石崎 義公

市丸 寛展

伊藤 一寿

伊藤 和寿

井上

淳

上嶋 優矢

大内 英俊

大信田文司

大科 守雄

大橋

彰

大見 康生

小笠原文男

小木曽太郎

小澤 忠彦

落合 正巳

小山

紀

香川 利春

柿山

稜

風間 俊治

加藤 友規

神倉

一

川上 幸男

川島 正人

川嶋 健嗣

神田 国夫

北川

木原 和幸

玄 相 昊

小嶋 英一

小曽戸 博

斉藤 賢治

齋藤 直樹

酒井

悟

桜井 康雄

佐々木政彰

佐藤 三禄

佐藤

佐藤 恭一

眞田 一志

嶋村 英彦

蕭

欣志

上達 政夫

杉本 文一

鈴木 勝正

鈴木 隆司

須原 正明

曽谷 康史

高岩 昌弘

高崎 邦彦

高田

進

高田 芳行

高橋 建郎

竹村研治郎

田中 和博

田中 裕久

田中

豊

田中 義人

千葉

誠

塚越 秀行

築地 徹浩

筒井 大和

釣賀 靖貴

寺澤 孝男

冨山 俊作

中井 政光

永瀬 徳美

仲宗根隆志

中田

毅

永田 精一

中野 政身

中野 和夫

中山

晃

成田

西股 健一

則次 俊郎

土師野 正

橋本 強二

林

光昭

張本 護平

肥田 一雄

広田 善晴

藤田 壽憲

藤谷 秀次

前畑 一英

増田 精鋭

丸田 和弘

丸山 勝徳

三浦 孝夫

峯岸 敬一

宮川 新平

村松 久巳

柳田 秀記

山口

惇

山田 宏尚

横田 眞一

吉田 和弘

吉田 清久

吉田 伸実

吉松 英昭

吉満 俊拓

レア・ルコント34

能フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

潤晋吉田和弘：日本機械学会2019年度年次大会におけるフルードパワー技術研究

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会議報告

日本機械学会2019年度年次大会におけるフルードパワー技術研究
圧力変動を抑えたアクチュエータを提案，試作し，その特性を実験的に明らかにしている2）．
よし
だ
かず
ひろ
2.2 空気圧関連
吉 田 和 弘空気圧関連では，アクチュエータ４件の発表が東京工業大学科学技術創成研究院未来産業技術研究所あった．
〒226-8503 横浜市緑区長津田町4259－R2－42
E-mail : yoshida@pi.titech.ac.jp
土屋，宇塚は，３個の空気圧ダイアフラムにより1989年東京工業大学大学院博士課程修了，同
歳差運動を行う歯車に歯数の異なる歯車を組み合わ
大学助手，助教授（准教授）を経て2015年４月
教 授．2008年10月 ～ 2009年 ３ 月 米 国UCSB客 員
せ回転運動を得るニューテーションモータの高速化研究員，2015年７月～９月米国MIT客員研究員．
のため，歯車の歯数の変更とダイアフラムの形状の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．
改善を行い，その有効性を実験的に確認している3）．
小川らは，McKibben形人工筋のスリーブ繊維を導線とし，そのインダクタンス変化を変位計測に応用したスマート人工筋において，磁性流体を作動流
1．ま え が き体とすることでセンサ感度を高めた人工筋を提案，
日本機械学会年次大会は，日本機械学会の全部門
試作し，その特性を実験的に明らかにしている4）．
が一堂に会する国内講演会で，毎年９月に行われて萩原らは，軸方向の３本とその周囲に巻かれた２いる．2019年度は「サスティナビリティ」，「AI社
本の人工筋からなる３自由度ソフトマニピュレータ
会の機械工学」，「少子高齢化・人手不足を支えるテのため，人の腕に同様に配置した柔軟ひずみセンサ
クノロジー」を大会テーマとして，９月８日～ 11を用いたウェアラブルインタフェースを提案，試作
日に秋田大学手形キャンパス（秋田市手形学園町１
し，ボトルキャップの開動作などを実現している5）．
番１号）で行われた．今回は，日本機械学会の年次
井村らは，柔軟容器に粒体を封入し負圧としたと大会検討委員会を中心に会員にとって魅力的な講演
き剛性が高くなるジャミング転移現象と人工筋を応会とするための検討が行われ，その結果が具体化さ用した可変剛性機能を有するロボットアームを提案れた最初の講演会で，部門融合のオーガナイズド
し，材料を実験的に選定してロボットアームを試作
セッションの拡大，学生の発表のポスターセッショ
し，物体把持実験により有効性を確認している6）．
ンへの集約化などが行われ，計40室のパラレルセッ
2.3 水圧関連
ション形式で行われた．
水圧関連では，制御弁１件，モータ１件，マイク
フルードパワー技術関連では，油圧関連２件，空ロポンプ１件，計３件の発表があった．
気圧関連４件，水圧関連３件，機能性流体関連９件，飯尾らは，水圧用スプール弁におけるキャビテー
合計18件の発表があった．以下では，各発表につション現象を解明するため，透明アクリル樹脂を用いて概観する．
いたスプールモデルを試作し，振動加速度の測定と可視化を行い，制御オリフィス前後の圧力条件が騒
2．研究発表の概要
音特性に及ぼす影響を明らかにしている7）．
2.1 油圧関連
鈴木，大村は，放射線環境下で作業する廃炉作業
油圧関連では，ポンプ１件，アクチュエータ１件， 用ロボットのため，カム機構により脈動を抑えた水
計２件の発表があった．
圧用ラジアルピストンモータを提案し，カムフォロ
風間は，機械技術史・工学史のセッションにおいワ部分の試作，実験を行い，その特性を明らかにすて，油圧ポンプに求められる性能を示し，油圧の往るとともに，分配弁について検討している8）．
復ポンプ，ピストンポンプ，ベーンポンプ，歯車ポ嚴らは，ぜん動マイクロポンプに用いるUV硬化
ンプ，ねじポンプ，水圧の往復ポンプ，水圧プレス， 性材料を用いたダイアフラム形誘電エラストマーア
遠心ポンプなどの開発史を紹介している1）．
クチュエータの高出力化のため，UV硬化性PDMS
塩田らは，人との高い接触親和性のため，油圧両にシリコンオイルを添加しヤング率を低下させる手
ロッドシリンダのピストンを２分割し，その間に気法を提案し，その有効性を実験的に確認している9）．
泡を混合した油を封入した構造で，衝撃荷重による
著

者

紹

介

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

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フルードパワーシステム

2.4 機能性流体関連
機能性流体関連では，基礎４件，アクチュエータ
３件，加工２件，計９件の発表があった．
金滝らは，低分子ネマティック液晶の６個の粘性係数を求めるため，回転円板間の粘度のせん断速度依存性を水平配向と垂直配向について測定するとともに，Leslie-Ericksen理論にもとづくシミュレーショ
ンを行い，液晶分子の配向分布を解明している10）．
堀部，山本は，グラビア印刷のインクにも見られるShear-thickening粘性を示す粘弾性流体について，
修正Bautista-Maneroモデルを組み込んだ有限体積法の数値解析を行い，流動状態，流動度および第１法線応力差の分布を明らかにしている11）．
杉岡らは，力覚提示デバイスに用いる小形EHDポ
ンプの最適化による高出力化を図るため，テーパ形
電極と円筒電極からなるEHDポンプについて，ポンプ内部の静電場解析を行うとともに，出力を向上できる新たな電極形状を提案している12）．
進藤らは，モータへの応用が期待される直流高電圧印加でジェット流を生じるECF（電界共役流体）の駆動電圧を低減するため，局所的に高電場が得られる四角柱電極を用いたデバイスを試作し，PIV（粒子画像流速測定法）により流れ場を測定している13）．
外川らは，マイクロマウスの俊敏な加減速とスムー
ズな旋回を実現するため，電界印加で粘度制御可能
な粒子分散系ERF（電気粘性流体）を用いた３枚の可動電極を有するブレーキを試作し，シミュレーショ
ンによりその有効性の確認などを行っている14）．
金らは，多様な物体の把持を行うため，ECFによる吸引形液圧源によるジャミング転移現象を用いた
マイクログリッパを提案，試作し，空気圧に比べECFを用いた方が把持力が大きいことを実験的に示すとともに，さまざまな物体の把持を実現している15）．
小田らは，光の熱エネルギーによりnペンタンを相転移させ，その体積変化で複数のアルミ環により径方向の膨張を拘束した透明フッ素ゴムチューブを伸長させる光駆動アクチュエータを提案，試作し，その応答特性を実験的に明らかにしている16）．
森らは，情報機器に用いる微細溝の内壁部を高精度に仕上げるため，MCF（磁気混合流体）スラリー
を永久磁石で支持する研磨手法を提案し，アクリルの幅20µmの微細溝に対し研磨を行い，表面粗さ
18nmと研磨深さ600µmを実現している17）．
渡辺らは，ぜい性材料の高能率，高精度研磨の可能性があるMCFホイール研磨のメカニズムを解明するため，MCFスラリーに添加するa-セルロースの量を変えソーダガラスの研磨を行い，研磨時間とMCF
スラリー形状の関係などを明らかにしている18）．

3．あ と が き
日本機械学会2019年度年次大会におけるフルー
ドパワー技術関連の研究発表について概観した．
2020年度の講演会は名古屋大学で開催予定である．

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参考文献
１ ）風間俊治：油圧ポンプの技術と工学の小史，機学2019
年度年次大会講論集（DVD-ROM），S20104,（2019）２ ）塩田秀人，坂間清子，北澤勇気，菅原佳城，田中豊：
作動油と空気を力伝達媒体とするアクチュエータの制御に関する研究，同上，J11116P（2019）３ ）土屋大樹，宇塚和夫：ニューテーションモータの開発（歯車の仕様とダイヤフラムの改良による高速回転の実
現），同上，J11101（2019）４ ）小川草太，脇元修一，神田岳文，大村健：インダクタ
ンス変化型変位センサを一体化したスマート人工筋の磁性流体を用いた駆動，同上，J11114P（2019）５ ）萩原弘貴，脇元修一，神田岳文，古川匠太：柔軟ひずみセンサを用いたウェアラブルインタフェースによる３ 自由度ソフトマニピュレータ，同上，J11115p（2019）６ ）井村修司，脇元修一，神田岳文；ジャミング転移現象を利用した柔軟ロボットアームの可変剛性既往の検証，同上，S11120（2019）７ ）飯尾昭一郎，岡部仁美，吉田太志：水圧用スプール弁のキャビテーションに関する研究（制御オリフィス前後の圧力条件が騒音特性に与える影響），同上，S05101（2019）
８ ）鈴木健児，大村裕太郎：放射線環境下で使用可能な低脈動型水圧モータの開発及び性能評価，同上，J11110（2019）９ ）嚴祥仁，本同和人，吉田和弘，金俊完：,誘電エラスト
マーアクチュエータの高出力化に関する研究（UV硬化性PDMSへ の シ リ コ ン オ イ ル 添 加 の 効 果 ）， 同 上，
J11112（2019）
10）金滝泰英，辻知宏. 蝶野成臣：低分子ネマティック液晶の円板間せん断流れ，同上，S05307P（2019）11）堀部悠河，山本剛宏：Shear-thickening 粘性を示す粘弾性流体の数値流動解析，同上，S05306P,（2019）12）杉岡健一，村田尋斗，小柳健一，中山勝之：小型EHD
ポンプ内に生じる静電場解析，同上，S00105（2019）13）進藤俊太朗，小笠原尚輝，佐藤明，二村宗男：電界共役流体中に誘起されるジェットの高効率化の条件，同上，S00112P（2019）14）外川貴規，橘拓真，田中豊：小形ロボット搭載用ERブ
レーキの試作と評価，同上，J11111（2019）15）金俊完，濱野真衣，吉田和弘：電界共役流体（ECF）
を液圧源とするマイクロジャミングリッパに関する研究，同上，J11113（2019）16）小田功，飯塚洋生，伊藤仁人：物質の相転移を利用した光駆動アクチュエータの開発，同上，J11103（2019）17）森俊樹，野村光由，呉勇波，土井聖将，野本憲太郎：
磁気混合流体（MCF）を用いた微細内壁研磨技術の開発，同上，S13205P（2019）18）渡辺隆文，野村光由，鈴木庸久，藤井達也，呉勇波：
MCFホイール研磨におけるスラリー形状による研磨性能への影響，同上，S13206P（2019）
（原稿受付：2019年 ９ 月17日）

早川恭弘：FLUCOME2019におけるフルードパワーの研究動向

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会議報告

FLUCOME2019におけるフルードパワーの研究動向

著

者

紹

介
はや

かわ

早 川

やす

恭

ひろ

弘

奈良工業高等専門学校〒639-1080 大和郡山市矢田町22

2006年奈良工業高等専門学校電子制御工学科
教授，現在に至る．空気圧を用いた福祉介護機器開発の研究に従事．日本フルードパワーシス
テム学会，日本機械学会，IEEEなどの会員．博士（工学）．

写真２

会場からの風景

1．は じ め に
FLUCOME 2019が５月27日（月）から30日（木）の４日間，イタリア・ナポリのUniversity of Naples
Federico II Conference Centreで開 催 され た（ 写 真
１）．会場は，ティレニア海に面しており，卵城（写真２）も近くにあった．本国際会議において，初日のオープニングの後，招待講演が行われ，その後，テクニカルセッションが３会場で開催された．二日
目は，招待講演後，午前中は２会場でセッションが開催され，午後は，FLUCOMEの歴史に関して芝浦工業大学の伊藤先生が講演をされた．プログラムでは，東京工業大学名誉教授の香川先生も講演される予定だったが，ご都合によりキャンセルとなった．
３日目は，テクニカルセッションとポスターセッショ
ンおよびバンケットが開催された．４日目は，午前中のみ講演が行われ，無事に終了した．
本国際会議における研究動向に関して，以下に報告する．

2．セッションの概要
今年開催されたFLUCOME2019は，招待講演３

写真１

会場風景

件，特別講演１件（FLUCOMEの歴史）および，以下の21セッションから構成された．
１）Acoustics，２）Aerodynamics,
３）Environmental Flows, ４）Flow Control,
５）Flow Modeling，６）Heat Transfer,７）High Speed Flows，８）Jets，
９）Jets Flow Control,10）Micro and Biological Flows，11）Miscellanea,12）Multiphase Flows，13）Optical Methods，
14）Passive Flow Control,
15）Pipe and Channel Flows，
16）Plasma Flow Control，17）Poster，18）Riblets，19）Student Awards，
20）Swirling Flows，21）Thermal Convection

3．テクニカルセッション
本国際会議は，音響，高速流体，航空力学，流れのモデル化，熱伝達，高速流体解析，熱対流，旋回
流，流路などに関する講演が主となっている．以下に講演内容の概要をピックアップして説明する．
流量制御のセッションでは，表面誘電体バリア放電（SDBD）プラズマアクチュエータに関する研究1），
フリップフロップ・ジェットノズルの振動メカニズ
ム解明に関する研究2），軸対称ジェットの大きな渦構造を制御する研究3）などの成果報告が行われていた．また，増圧弁のエネルギー効率改善のために，
エネルギー回生をともなう新構造の増圧弁を提案し，その有効性を実験および数値計算結果から明らかにしている講演4）が行われていた．
水圧駆動によるアクチュエータでは，水道水駆動
McKibben型ゴム人工筋に関して，線形モデルと非対称Bouc-Wenモデルで構成されるゴム人工筋モデ
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第51巻

第１号

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フルードパワーシステム

ルを提案し，サーボ機構を備えたモデル予測制御（MPC）の有効性を示している報告5）があった．
生体に関する研究では，人体の肺モデル6）および，
脳動脈瘤モデル7）に関する内容が報告されている．
また，サイクリングマネキンの片足におけるドラッ
グクライシス現象を実験的に明らかにしている8）．
さらに，競泳におけるスイマーの姿勢に関して，一定の深さを維持しながら泳ぐことができ，抵抗の少ない流線型の姿勢を提案し，シミュレーション結果
が実験結果と一致していることを示している報告9）があった．また，ゴム要素を用いた歩行訓練システ
ムについて報告されていた10）．
混相流関係では，複数の気泡間の相互作用に関して，剛壁に付着した気泡とその周辺で発生するキャ
ビテーション気泡との相互作用を実験的に明らかにしている報告11）がなされていた．
流路関係では，非定常キャビテーション流のCFDモデリングを用いることにより，制御バルブ内でのキャビテーション侵食に関して，４タイプの侵食指標を適用して侵食を予測していた12）．また，数msの応答性を有する高速ソレノイド弁を用いて，等温化圧力容器内の圧力変化と質量変化の測定を行うことにより，高速流の挙動解析を行うための条件を明らかにしている報告13）があった．さらに，可溶性物質の輸送に関して，マイクロ流路形状の影響を考慮したぺクレ数の関数が提案され，実験により有効性を示した報告14）が行われていた．
流量計測関係では，高精度の流量計測方法として，
超音波流速分布計測（UVP）法が考案されており，測定範囲を拡張するための新しいアルゴリズムを実装した流量計測システムが提案されていた15）．
オリフィス関係では，流量のパラメータ（振幅，周波数，平均流量）を変化させた場合におけるオリフィ
ス流量計の非定常特性を明らかにしている報告16）があった．また，オリフィス出口でのクラウド・キャビ
テーションの影響と，パイプに沿った下流での伝播と減衰について検討した研究17）が報告されていた．
EHD流体では，EHD流体を用いたポンプに関して，２次元CFD解析により，電極付近の流れの挙動が明らかにされていた18）．
電磁ブレーキに関しては，垂直結合電磁ブレーキ（VC-EMBr）と呼ばれる新しいタイプのEMBrに関して，鋳型内の垂直磁極の位置，鋳造速度，および異なるタイプのEMBrを考慮した数値計算法が提案されていた19）．

4．お わ り に
本稿では，FLUCOME 2019におけるフルードパ
ワーの研究動向について紹介した．今回の会議は，
JFPS春季フルードパワーシステム講演会と同時期に開催されたため，学会関係者の参加が少なかったのが残念であった．
最後に，会議報告の機会を与えていただいた方々に深く感謝申し上げます．
参考文献
１ ）A A Abbasi, H Li, X Meng：Experimental Investigation

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フルードパワーシステム

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第１号

2020年１月of thermal properties of Dielectric Barrier Discharge
Plasma Actuator for Steady and Unsteady Actuation,
ID-120２ ）K Hirata, N Tauchi, T Inoue, F Nagahata, T Noguchi：
Experimental Study on Switching Mechanism of a
Flip-Flop Jet Nozzle using Single-Port Control, ID-147
３ ）H Ishikawa, H Aono：Control of Vortex Formation in
Axisymmetric Jet by DBD Plasma Disturbance, ID-241
４ ）J Lim, K Iida, K Tadano, T Kagawa：Numerical andExperimental Validation on Energy Efficiency of
Pneumatic Booster Valves with Energy Recovery, ID-342
５ ）R Inada, K Ito, S Ikeo：Modeling and Hysteresis
Compensation Using Asymmetric Bouc-Wen model
for Tap-Water Driven Muscle and Its Application to
Adaptive Model Predictive Control, ID-144
６ ）B Schoeneberger, O Litfin, A Delgado：Research ofpressure losses and volume flows in a 5-generation
human lung model with experiment and numericalsimulations, ID-56
７ ）K Katayama, T Kawakami, C Ichikawa, R Fujita, K
Yamamoto, H Takao, Y Murayama, M Motosuke：
Visualization of flow structures in the patient specificaneurysm model, ID-79
８ ）F Scarano, W Terra, A Sciacchitano：Investigation of
the drag crisis on the leg of a cycling mannequin bymeans of robotic volumetric PIV:, ID-355
９ ）S Imamura, S Ito, M Hiratsuka：Analysis for the
fastest streamlined posture of swimmers, ID-324
10）Y Hayakawa, Y Kimata：Study on high-performance
shoes for walking training system with human
compatibility, ID-165
11）K Ohno, T Yamashita, K Sato, Y Tomita, H.
Takezawa：Interaction between cavitation and gas
bubbles near a rigid boundary, ID-118
12）K Saito, C Youn：Prediction of cavitation erosion
occurring in a control valve using computational fluid
dynamics, ID-133
13）T Funaki：Experimental study of generation andmeasurement of gaseous fluctuating flow, ID-319
14）F Togi, T Kubota, Ki Toyama, S Harada：Quantitative
Evaluation of Solute Dispersion in Irregular-Shaped
Micro-Channels, ID-146
15）N Shoji, H Takahashi, H Kikura：Novel Algorithm forHigh Flowrate Metering with Ultrasonic Pulsed
Doppler Method, ID-298
16）H Takeishi, K Tadano, T Kagawa：Measurement of
Unsteady Flow Utilizing Orifice Flow Meter, ID-277
17）C Esposito, M A Mendez, J-B Gouriet, J Steelant, M
R Vetrano：Cloud cavitation instabilities downstreamof an orifice, ID-192
18）T Tsukiji, T Tajima：Flow properties of EHD fluid in a
simple flow channel, ID-84
19）E Wang：Fluid control of molten steel in continuous
casting mould with magnetic field, ID-169
（原稿受付：2019年 ９ 月24日）

会告

理事会・委員会日程

会

39

告

〈理事会・委員会日程〉
11月29日理事会

12月 3日

企画委員会

12月 9日基盤強化委員会

12月20日

編集委員会

12月24日情報システム委員会⑶ 参加登録料の改訂⑷ フェロー推薦⑸ その他
2019年度第３回基盤強化委員会
12月９日 15：00 ～ 17：00
機械振興会館 地下３階 B3-7（出席者９名）
１）会員サービス，会員数増加
２）外部への情報発信
３）フルードパワー道場14〈理事会報告〉2019年度第４回理事会

４）フルードパワー・バーチャルミュージアム
５）研究者リスト更新
６）その他

11月29日 15：00 ～ 17：00
機械振興会館 地下３階 B3-6（出席者19名）

2019年度第３回編集委員会

１）国際シンポジウム函館2020の開催準備状況

12月20日 14：00 ～ 17：00

２）学会創立50周年記念事業の準備状況

東京工業大学田町CIC ５階（出席者14名）

３）2019年 秋季講演会（富山）の開催報告

１）会誌特集号の現状と企画

４）2019年度 学会賞各賞・フェロー推薦受付状況
５）規程類の改訂

・Vol.51 No. １「創立50周年記念企画 フルードパワー
エキスパートからみる将来への提言」

６）会員の推移・Vol.51 No. ２「創立50周年記念企画 フルードパワー

７）次期国際シンポジウム実行委員長選任

ユーザーからみる将来への期待」

８）次期会長推薦受付け

・Vol.51 No. ３「ターボ機械最前線」

９）各委員会からの報告

・Vol.51 No. ４「フルードパワーシステムにおけるクリー

10）その他

ン化技術（仮）」２）その他〈委員会報告〉2019年度第３回企画委員会

・会議報告・フェローの推薦
・今後の特集について

12月３日 15：00 ～ 17：00
機械振興会館 地下３階 B3-3（出席者15名）

2019年度第３回情報システム委員会

１）2019年度実施の事業に関する報告・審議事項

12月24日 15：00 ～ 17：00⑴ 2019年度オータムセミナー

東京工業大学田町CIC ５階（出席者６名）⑵ 2019年秋季フルードパワーシステム講演会

１）学会HP更新状況⑶ 2019年度ウインターセミナー

２）理事会・委員長会議報告２）その他審議・確認事項

３）学会HPリニューアル⑴ 2020年春季フルードパワーシステム講演会・総会

４）会議報告⑵ 2020年度オータムセミナー

５）その他

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

39

40

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
賛助会員一覧表㈱IHI
アイシン・エィ・ダブリュ㈱㈱明石合銅
曙ブレーキ工業㈱アズビル㈱藤沢テクノセンター
アズビルTACO㈱㈱アドヴィックス
アネスト岩田㈱イートン㈱出光興産㈱イナバゴム㈱イハラサイエンス㈱㈱インターナショナル・
サーボ・データー㈱打江精機
SMC㈱
SMC㈱中国㈱NF1㈱荏原製作所㈱大阪ジャッキ製作所
大瀧ジャッキ㈱鹿島通商㈱㈱桂精機製作所
神威産業㈱川崎重工業㈱精密機械・ロボットカンパニー
川崎油工㈱
川重商事㈱
㈱神崎高級工機製作所
キャタピラージャパン(合)協和シール工業㈱旭東ダイカスト㈱㈱クボタ㈱クレアクト・インターナショナル
クロダニューマティクス㈱
KYB（株）KYBエンジニアリング
アンドサービス㈱KYB-YS㈱㈱工苑
甲南電機㈱㈱古河製作所㈱コガネイ
コスモ石油ルブリカンツ㈱㈱小松製作所㈱小松製作所試験センタ

40

フルードパワーシステム

第51巻㈱小松製作所開発本部㈱小松製作所油機開発センタ㈱阪上製作所㈱鷺宮製作所
佐藤金属㈱三輪精機㈱三和テッキ㈱JXTGエネルギー㈱㈱ジェイテクト奈良㈱ジェイテクト刈谷
CKD㈱㈱島津製作所
勝美印刷㈱
ジヤトコ㈱
住友建機㈱
住友重機械建機クレーン㈱住友重機械工業㈱住友精密工業㈱制御機材㈱千住金属工業㈱第一電気㈱ダイキン工業㈱ダイキン･ザウアーダンフォス㈱大生工業㈱㈱TAIYO
タイヨーインタナショナル㈱
ダイワ㈱
㈱タカコ
㈱タダノ
調和工業㈱
㈱都筑製作所
TMCシステム㈱東京計器㈱東京計器パワーシステム㈱東京メータ㈱東北特殊鋼㈱
東明工業㈱
同和発條㈱
特許機器㈱
特許庁
TOHTO㈱豊興工業㈱㈱豊田自動織機
長津工業㈱
中西商事㈱
長野計器㈱
第１号

2020年１月

中村工機㈱㈱㈱NaNaデザインワークス
ナブテスコ㈱㈱南武
日新濾器工業㈱ニッタ㈱日本アキュムレータ㈱日本機材㈱日本クエーカー・ケミカル㈱日本工業出版㈱日本精器㈱日本製鉄㈱交通産機品事業部
日本電産トーソク㈱（一社）日本フルードパワー工業会
日本ムーグ㈱㈱野村商店㈱ハイダック日立建機㈱㈱日立建機ティエラ㈱日立製作所
廣瀬バルブ工業㈱
フエスト㈱
㈱フクダ
㈱不二越
フジサンケイビジネスアイ
二見屋工業㈱ボッシュ・レックスロス㈱
昌富工業㈱
マサモト㈱
㈱増田製作所
マックス㈱松巳鉄工㈱三菱電線工業㈱ヤマシンフイルタ㈱ヤマハモーターハイドロリック
システム㈱
油研工業㈱
㈱ユーテック理研精機㈱リバーフィールド㈱㈱レンタルのニッケン
ワールドインシュアランス
ブローカーズ㈱会告共催・協賛行事のお知らせ

会

告

41

詳細は学会ホームページ（http://www.jFPS.jp）をご覧ください．

2019年度ウィンターセミナー～

フルードパワーに利用できるマイコン技術

機器の駆動に関わるマイコン技術（ハード＆ソフト編） ～開催日：2020年3月12日（木）・13日（金）

開催趣旨：

お，講座で製作した実習用ボードは持ち帰れます．この機会にマイコンなどについて興味はあるが，具体的に何に使えるかわからない．また，業務に直接関係ないが概略は知りたいなど，

マイコン（組込み）技術に触れてみよう，その後も使ってみようという方のご参加をお待ちしています．

これからマイコン（組込み技術）を始める方，もしくは一般的な知識として知りたいなど，マイコンを使ったことのない受講

開催場所：高度ポリテクセンター者に対してマイコン（組込み）技術の概略がわかる講座を開催（千葉県千葉市美浜区若葉3-1-2）

します．本講座では，実際の油空圧機器に用いられるマイコン

皆様の積極的なご参加をお待ちしております．

の基本的な動作・機能を紹介するため，実際にマイコンを使っ

詳細は学会ホームページに随時掲載いたしますので，ご確認いた実習用ボードを作成し，機器を動かす実習も実施します．な

ただきますようお願いいたします．

第39期通常総会

学会創立50周年記念式典・セミナー・技術懇談会開催のお知らせ
開催日：2020年５月28日
（木）
，29日
（金）

2020年３月に日本フルードパワーシステム学会は創立50

・５月28日（木）
午前： 記念セミナー

周年を迎えます．これを記念して総会とともに，右記行事を開「50年間の製品から観るフルードパワー技術史」

催します．詳細は学会ホームページをご覧下さい．皆様のご参・５月29日（金）
午後：第39期通常総会

加をお待ちしております．

・５月29日（金）
午後：記念式典，懇談会


日本フルードパワーシステム学会・日本機械学会

いずれも会場は機械振興会館

共催

2020年春季フルードパワーシステム講演会
開催日：2020年5月28日（木）・29日（金）2020年春季フルードパワーシステム講演会は2020年5

学会ホームページに随時掲載いたしますので，ご確認いただき月28日（木）・29日（金）に機械振興会館（東京都港区）でますようお願いいたします．皆様の積極的なご参加をお待ちし開催されます．本講演会では，一般講演に加えて，オーガナイております．

ズドセッションや技術懇談会などを企画する予定です．詳細は日本フルードパワーシステム学会論文集
50巻（2019）２号 発行のお知らせ（公開日：2019/11/15）【研究論文】⑴ 油圧アームの非定常流量要素の最適行列同定とオンライン推定への応用
酒井 悟，那花 優将，永井 一輝⑵ CFDによる油圧回路構成機器の脈動伝達特性の解析手法に関する研究
一柳 隆義，小谷 光生，西海 孝夫⑶ 天然ゴムの伸張結晶化を用いた軸方向繊維強化型空気圧人工筋肉の長寿命化
小島 明寛，奥井 学，久道 樹，只見 侃朗，辻 知章，中村 太郎（URL）https://www.jstage.jst.go.jp/browse/jfps/50/2/_contents/-char/ja

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

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42

フルードパワーシステム会

告 （https://www.jstage.jst.go.jp/browse/jfps/list/-char/ja）

日本フルードパワーシステム学会論文集50巻（2019）抄録

微粒子励振型流量制御弁におけるねじり振動を利用した駆動原理の有効性評価
Effectiveness of Driving Method using Torsional Vibration
for Particle-Excitation Flow Control Valve
廣岡 大祐，東 一毅，古城 直道，山口 智実
Daisuke HIROOKA, Kazuki AZUMA, Naomichi FURUSHIRO, Tomomi YAMAGUCHI
2019年50巻１号 p. １-８

DOI https://doi.org/10.5739/jfps.50.1

This paper reports a novel driving method for particle-excitation flow control valve. The valve that we havedesigned in previous reports can control air flow continuously with small size and light weight. Because thevalve conditions air flow, using particle excitation by piezo vibration, the valve has potential for highresponse. However, in previous model, the vibration direction is opposite to air flow direction and a large
scale vibration is necessary to open the valve. In this report, to decrease necessary vibration scale, we
design novel driving mechanism using torsional vibration. The method generates vibration that isperpendicular to air flow by torsional vibration. First, we explain the designed mechanism and calculate thevibration scale to open the valve. And we design a prototype that can generate torsional vibration to checkthe mechanism. Additionally, we measure the vibration scale at valve opening condition in experiment andcompare calculated and experimental results. Through this study, we show the advantage of themechanism.

油圧機械式無段変速機の設計手法に関する研究（1-D・3-Dシミュレーションによる油圧騒音予測）
A STUDY ON DESIGN METHOD FOR HYDRO-MECHANICALCONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION(Prediction of Noise Based on 1-D and 3-D Simulation)
大内田 剛史，佐藤 恭一
Takeshi OUCHIDA, Yasukazu SATO

2019年50巻１号 p. ９-17

DOI https://doi.org/10.5739/jfps.50.9

For agricultural tractor, these two performances have been very important; high efficiency andmaneuverability because the operator has increasingly required the fewer fuel consumption and easier andmore precise control of the tractor. Generally speaking, hydro-mechanical transmission（HMT）is well known
for the high efficiency level and the step-less variable speed. However, HMT is hydraulic powered systemthen hydraulic noise may more often occur than the pure mechanical transmission.
Therefore, this paper shows how to predict the sound pressure level with only using the design parametersof HMT and transmission assembly parts. 1-D hydraulic circuit simulation model and 3-D FEM model of HMT
have been developed, and the simulated results of the sound pressure level has been calculated. Moreover,the calculated sound pressure level has been validated by the actual measured data and the cause ofprediction error has been found. These all results suggest the possibility that the hydraulic noise can be
reduced in an optimal way at the design process, without any prototype testing.

42

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

会告日本フルードパワーシステム学会論文集50巻（2019）抄録

43

電空ハイブリッド超精密鉛直位置決め装置のバランスシリンダ内圧のフィードフォワード制御
Feed-forward pressure control of balancing cylinder for hybrid electricpneumatic ultra-precision vertical positioning device
築山 義信，加藤 友規，中垣 瞬，徐 有衛
Yoshinobu TSUKIYAMA, Tomonori KATO, Shun NAKAGAKI, Youwei XU
2019年50巻１号 p. 18-24

DOI https://doi.org/10.5739/jfps.50.18

One of the positioning methods in vertical direction of machine tools, a hybrid electric-pneumatic ultraprecision vertical positioning device has been developed and utilized. In this method, because the weight ofthe stage is supported by the pneumatic pressure of the balancing cylinder, the linear motor can drive thestage motion without so much affected by the weight of the stage. Therefore, lower electric energy
consumption, less heat generation, higher power and speed, can be expected with the linear motor. However,hybrid electric-pneumatic ultra-precision vertical positioning device has a drawback. When the tool change
occurs, the total weight of the stage changes. Then the pressure in the balancing cylinder should be
adjusted accordingly. But the pressure adjustment takes a bit of time with the conventional method thatuses a diaphragm type pressure regulator. In this paper, in order to enhance the performance of the hybrid
electric-pneumatic ultra-precision vertical positioning device, a new pressure adjustment method in thebalancing cylinder when the tool change occurred is proposed. The proposed method utilizes a feed-forward
control and a high precision quick response pneumatic regulator（HPQR）that was developed in our previous
research. By the experimental results using a hybrid electric-pneumatic ultra-precision vertical positioning
device, the validity of the proposed control method is evaluated and its superiority is indicated.

等温化放出法を用いた圧縮性流体用機器の流量特性試験法において大気圧の変化が及ぼす影響の考察
Consideration of the Effects of Atmospheric Pressure Change in
Determination of Flow-rate Characteristics of Components using
Compressible Fluids by Isothermal Discharge Method
飯田

航平，小林 敏也，只野 耕太郎，蔡 茂林，藤田 壽憲，肖 鋒，香川Kohei IIDA, Toshiya KOBAYASHI, Kotaro TADANO, Maolin CAI,
Toshinori FUJITA, Feng XIAO,Toshiharu KAGAWA
2019年50巻１号 p. 25-30

利春

DOI https://doi.org/10.5739/jfps.50.25

Using isothermal discharge is a new experimental approach to determine the flow-rate characteristics ofcompressible fluids, which has been registered as JIS B 8390-2 by Japanese Industrial Standards
Committee. However, it is not clarified yet that to what extent the ambient atmospheric pressure affects thesonic conductance and critical pressure ratio measured by this method. In this study, a chamber with asufficiently large capacity was attached to the downstream outlet, and a pseudo atmospheric pressure
control device with an ejector was used to adjust the downstream pressure. Experiments were carried out
with different values of downstream pressure lower than the ambient atmosphere. It was observed that thesonic conductance keeps constant in the choke range and is not influenced by the downstream pressure.
Moreover, the variation in the critical pressure ratio is not significant under the experiment conditions.

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

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44

フルードパワーシステム

油圧アームの非定常流量要素の最適行列同定とオンライン推定への応用
On-line validation of the unsteady flow blocks for hydraulic arms
那花 優将，永井 一輝，酒井 悟
Yusuke NABANA, Kazuki NAGAI, Satoru SAKAI

2019年50巻２号 p. 31-37

DOI https://doi.org/10.5739/jfps.50.31

This paper discusses modeling and validation of unsteady flow blocks for hydraulic arms. The proposedmodel is similar to the look-up table but does not need any flow sensors. The proposed model is identified byexperiment with a hydraulic arm and the nominal nonlinear model and compared with conventional modelusing the Bernoulli principle. The validity of the proposed model is confirmed via on-line validation experimentwith the initial pressure measurement only.

CFDによる油圧回路構成機器の脈動伝達特性の解析手法に関する研究
Research on analyzing method of pulsation transfer characteristics
of hydraulic circuit components based on CFD
一柳 隆義，小谷 光生，西海 孝夫
Takayoshi ICHIYANAGI, Mitsuki KOTANI, Takao NISHIUMI2019年50巻２号 p. 38-45

DOI https://doi.org/10.5739/jfps.50.38

In recent years, the computational numerical analysis makes it possible to find out various kind of unknown
phenomenon in the fluid power systems due to rapid improvements of computer. The three dimensionaltransient CFD（Computational Fluid Dynamics）analysis can be a powerful tool for understanding thetransient flow phenomenon inside pumps, valves and other hydraulic components. It can be also used foranalyzing the pulsation phenomenon such as pressure and flow ripple in the hydraulic circuits. The aim of
this report is to study on the analyzing method of the pulsation transfer characteristics of hydraulic circuitcomponents by the CFD approach. A rigid pipe for the hydraulic line and a quarter wavelength side branchsilencer are chosen as the analyzed hydraulic components. The transient CFD analysis is conducted toobtain the time history pressure and flow ripple at inlet and outlet of component. These time domain data
are converted into the frequency domain by FFT, and the pulsation transfer characteristics which isrepresented by the four pole transfer matrix can be obtained as the frequency dependent characteristics.
The results are compared with the theoretical and experimental results to verify the accuracy. The
investigations about the CFD settings are also carried out to acquire the knowledge of calculation settings
for pulsation phenomenon in the fluid power system.

天然ゴムの伸張結晶化を用いた軸方向繊維強化型空気圧人工筋肉の長寿命化
Prolonging the fatigue life of the Straight fiber type pneumatic artificial
muscle by the strain-induced crystallization of Natural rubber
小島 明寛，奥井 学，久道 樹，只見 侃朗，辻 知章，中村 太郎
Akihiro KOJIMA, Manabu OKUI, Itsuki HISAMICHI, Naoaki TADAMI,
Tomoaki TSUJI, Taro NAKAMURA
2019年50巻２号 p. 46-52

DOI https://doi.org/10.5739/jfps.50.46

Pneumatic rubber artificial muscle is attracting attention as an actuator having high cooperativeness withhuman because of its feature of being flexible and lightweight. The authors have developed Straight fiber
type pneumatic artificial muscle (SF-ARM), which is a high power, highly displaced pneumatic rubber artificial
muscle. Although SF-ARM has excellent contraction characteristics, it has a problem of short fatigue life.
Therefore, in this study, focusing on strain-induced crystallization of natural rubber, the fatigue life of SFARM has been extended. First, strain-induced crystallization of natural rubber were confirmed by wide angle
X-ray diffraction. Next, analysis of strain concentration in the vicinity of the crack was performed by the finite
element method. Finally, a fatigue life test of SF-ARM was carried out to confirm the effect of prolonging thefatigue life by using strain-induced crystallization.

44

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

会告

会員移動

会

45

告

会
会員の種類
会員数

（12月10日現在）
差引き増減

員

移

動

正会員

海外会員

学生会員

賛助会員

911

14

149

130

＋2

±0

＋5

±0

正会員の内訳 名誉員15名・シニア員47名・ジュニア員138名・その他正会員711名〈新入会員〉
正会員
村上賢

川上 健太（大電株式会社）学生会員
大谷優（立命館大学）
實生 雅之（徳島大学）
田上 亮太（東京電機大学）会

谷口 友美（立命館大学）
横田 雅司（徳島大学）

告

共催・協賛行事のお知らせ
協賛行事
No.19-339
企

連続講習会「機械―電気の統合モデルによるモデルベース開発」

画：一般社団法人 日本機械学会

交通・物流部門

開 催 日：2020年１月23日（木） 第４回
会

物理機能モデルによるモデル化（機械と電気の簡単な事例）

場：日本機械学会会議室（東京都新宿区信濃町35 信濃町煉瓦館５F）

Ｕ Ｒ Ｌ：https://www.jsme.or.jp/event/2019-41632/
日本機械学会関西支部第366回講習会 実務者のための振動基礎と制振・制御技術
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 日：2020年１月27日（月）～１月28日（火）会

場：大阪科学技術センター ８階 中ホール（大阪府大阪市西区靭本町1-8-4）

Ｕ Ｒ Ｌ：http://www.jsme.or.jp/rmd/robomech2020/
第３回 安心・安全・環境に関する計算理工学国際会議（COMPSAFE2020）
主催：COMPSAFE2020実行委員会
開 催 日：2020年３月８日（日）～３月11日（水）会

場：神戸国際会議場（神戸市中央区港島中町6-9-1）

Ｕ Ｒ Ｌ：https://compsafe2020.org/
IIP2020
企

情報・知能・精密機器部門講演会

画：一般社団法人 日本機械学会

情報・知能・精密機器部門

開 催 日：2020年３月26日（木）～３月27日（金）会場：東京電機大学

東京千住キャンパス（東京都足立区千住旭町５）

Ｕ Ｒ Ｌ：http://www.jsme.or.jp/iip/
ロボティクス・メカトロニクス講演会2020（ROBOMECH2020）
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 日：2020年５月27日（水）～５月30日（土）会

場：石川県産業展示館 他（石川県金沢市袋畠町南193）

Ｕ Ｒ Ｌ：http://robomech.org/2020/

フルードパワーシステム

第51巻

第１号

2020年１月

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フルードパワーシステム

編 集 室

次号予告
―特集「創立50周年記念企画―フルードパワーユーザーからみる将来ヘの期待」―【巻頭言】「創立50周年記念企画―フルードパワーユーザーからみる将来ヘの期待」発行にあたって
塚越 秀行
【解 説】
機能性流体関係
袖山
博
鉄道車両になくてはならない空気圧システム風戸 昭人
環境機械関係
佐志田 貴
フルードパワーユーザー（建設機械）から見る将来への期待
布谷 貞夫
医療関係
小林 正樹，門脇 信傑
海洋関係
伊藤 雅則
【トピックス】学生さんへ，先輩が語る
奥井学
Youは日本をどう思う？第13回：べトナムから日本に留学して
トラントルンフォン【研究室紹介】東京都立産業技術高等専門学校 大野研究室
津久井 康介
【企画行事】 2020年度企画行事紹介
藤田 壽憲，小林亘
2019年秋季フルードパワーシステム講演会報告加藤 友規

2019年度「フルードパワーシステム」編集委員
委 員 長 塚 越副委員長 村 松
委
員 飯 尾
飯 田
伊 藤
梅 村
加 藤
北 村
栗 林
五 嶋
齋 藤
佐々木
佐 藤
妹 尾

会

秀 行（東京工業大学）
久 巳（沼津工業高等専門学校）
昭一郎（信州大学）
武 郎（㈱小松製作所）
雅 則（東京海洋大学）
哲 郎（KYB㈱）友 規（福岡工業大学）
剛（油研工業㈱）直 樹（川崎重工業㈱）裕 之（㈱工苑）
直 樹（秋田県立大学）
大 輔（香川大学）
恭 一（横浜国立大学）
満（SMC㈱）委員

中 野 政 身（東北大学）
中 山晃（日立建機㈱）藤 田 壽 憲（東京電機大学）
丸 田 和 弘（㈱小松製作所）
宮 津 寿 宏（CKD㈱）矢 島 丈 夫（㈱コガネイ）
柳 田 秀 記（豊橋技術科学大学）
山 田 真の介（㈱TAIYO）
山 田 宏 尚（岐阜大学）
吉 満 俊 拓（神奈川工科大学）
担当理事 伊 藤 和 巳（KYBエンジニアアリングアンドサービス㈱）学会事務局 成 田晋
編集事務局 竹 内 留 美（勝美印刷㈱）（あいうえお 順）

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．したがって，社外頒布用の複写は許諾が必要です．
権利委託先：（一社）学術著作権協会〒107－0052 東京都港区赤坂９－６－41 乃木坂ビル
TEL：03－3475－5618
FAX：03－3475－5619
E-mail：info@jaacc.jp
なお，著作物の転載・翻訳のような，複写以外の許諾は，学術著作権協会では扱っていませんので，直接本会へご連絡ください．

46

フルードパワーシステム

第50巻

第１号

2019年１月

2 0 2 0 年 1 月1 5日
一般社団法人

2020年度会費納入のお願い
さて，2020年度（2020年４月１日～至2021年３月31日）の会費を，下記の通りご納入賜わりたくお願い申しあげます．なお，すでにご納入くださいました場合は，何卒ご容赦ください．

2020（40歳未満で入会された方は，入会から５年間にかぎり4,000円となります．
）

・2019年度以前の会費を未納の方は，新年度分（2020年度）とあわせてお振り込みくださいますようお願い申しあげます．

・会員名を必ずご記入ください．

・便利な自動振り込みは手数料が不要です．ご希望によりお申し込み書をお送りいたしますので，FAXまたはE-mailにてご一報いただきたく，よろしくお願い申しあげます．

一般社団法人該当するものに○をつけ、お振 込の内容をご記 入ください。

裏面の注意事項をお読みください。

一般社団法人．
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「シャ）ニホンフルードパワーシステムガッカイ」

．

，
．
，

，

， FAXまたはE-mailで学会宛にご連絡くださいますよう，お願い
申しあげます．
FAX：03-3433-8442
E-mail：info@jfps.jp

フルードパワーシステム

Vol. 51 No.1

昭和47年10月19日第４種学術刊行物認可
2020年１月15日発行
（奇数月）

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〒105
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機械振興会館別館一〇二

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