Details

履帯式戦闘車両や重装甲プラットフォームでは、サイドギアボックスは最も過酷な場所に位置しています。
エンジンからの高トルク、悪路による突発的な衝撃荷重、長時間任務による熱浸透、そして絶え間ない進行方向の
変化にさらされます。評価されることはほとんどありませんが、サイドギアボックスが故障すると車両は動きません。
操向不能、機動不能、任務遂行不可となります。

この試験装置は、サイドギアボックスが車両に搭載される前に、制御された計測可能な負荷のもとで性能を証明
させるために存在します。
サイドギアボックス（LH & RH）試験装置用 電気・油圧システムは、象徴的な試験装置ではなく、生産レベルの
本格的な試験設備として構築されています。入力軸を数分回転させてチェックリストを確認するだけではなく、
実際の運転環境を再現します：
• 潤滑油は現実的な高温に加熱され、作業場レベルの生温い温度ではありません。
• オイルはギアボックスへ加圧状態で供給され、潤滑経路やクリアランスに確実な負荷がかかります。
• 制御されたブレーキ荷重が適用され、ギアトレインを実際に働かせ、空転させません。
• クラッチおよびギアシフトのシリンダーは油圧で作動し、実車の作動力・作動シーケンスを忠実に再現します。
• トルク、RPM、温度、圧力、騒音、振動はリアルタイムで監視され、単に「壊れなかった」ではなく、
　ギアボックスがどのように挙動するかを正確に把握できます。

内部構成として、試験装置は以下を統合しています：
• 高容量の潤滑・作動用油圧パワーパック  
• 制御された機械エネルギーを供給する高出力非同期サーボドライブ  
• オイル循環および作動機能専用の油圧回路  
• PLC–HMIベースの自動化およびデータ収集プラットフォーム  
• 高度な診断・品質管理・開発用途向けに設計された統合センサー群  

つまりこの装置は、サイドギアボックス試験を主観的な「問題なさそう」判断から、データに基づく再現性のある
検証プロセスへと変換します。言わば、サイドギアボックスのための統合型試験ラボです。

1. 目的と機能範囲
本試験装置は、左側（LH）・右側（RH）の両サイドギアボックス、さらに同系統の複数バリアントに対し、包括的で
再現性の高い試験を実施できるよう設計されています。生産品質管理にもR&D用途にも適合します。

可能な評価内容：

• 機械性能の検証  
  ▹ギアボックスが要求トルクを異常な騒音・振動・過熱なしに伝達できるか確認。  
  ▹軽負荷・高負荷の両条件で全ギアの正常動作を確認。

• シフトおよび作動挙動の検証  
  ▹クラッチの噛み合い／解除のスムーズさと再現性の評価。  
  ▹シフト機構が各ギア位置に確実かつ保持状態で到達するか確認。  
  ▹システム回転中の油圧制御下でのブレーキ作動をチェック。

• 熱および潤滑性能の評価  
  ▹長時間・負荷継続時の油温上昇の調査。  
  ▹実際の運用に近い高油温条件でのギアボックス挙動を評価。

• NVHおよび疲労傾向の解析  
  ▹全回転域での騒音・振動シグネチャを取得。  
  ▹アライメント不良、ベアリング損傷、ギアのピッティングなど内部異常の早期兆候を識別。

• 受け入れ基準の標準化  
  ▹工場から出荷されるすべてのギアボックスに対して標準化された試験サイクルを実施。  
  ▹トレーサビリティ確保とフィードバック分析のためにパラメータを記録。

2. 油圧アーキテクチャ
油圧システムは次の2つの論理サブシステムに分割されています：
1. 潤滑／オイル循環・加熱  
2. 作動（クラッチ、シフト、ブレーキ）  
この分離構造により、信頼性・制御性・保守性が向上します。

2.1 潤滑・オイル循環システム
本システムは調整されたオイルをリアルな条件でギアボックスに循環させる役割を担います。

主な特徴：
• 400リットル断熱タンク  
  ▹長時間の耐久試験に必要な熱安定性と十分な容量を確保。  
  ▹エアレーションを最小化し、安定した吸込み・リターンを実現。

• 高温オイル対応  
  ▹重負荷用途に適した高性能ギアオイルを使用。  
  ▹約20 kWの浸漬ヒーターにより迅速な昇温と高温安定運転を確保。  
  ▹最大約150°Cの油温を扱え、最悪条件のシミュレーションも可能。

• 加圧循環  
  ▹約18 kgf/cm²の供給圧により、内部ギャラリーや重要箇所への確実なオイル供給を実現。  
  ▹粗・微細フィルターによる多段階ろ過でオイル清浄度を維持し、ギアボックスとポンプを保護。

• 熱性能ウィンドウ  
  ▹試験中の典型的なオイル戻り温度は100 ± 10°C。  
  ▹高温運転時のシール性、クリアランス、NVH、効率を正確に評価可能。

すなわち、ギアボックスを実運用同様「高温・負荷・潤滑状態」で試験します。

2.2 作動用パワーパック（クラッチ・シフト・ブレーキ）
作動側はクラッチ、ギアシフト、ブレーキ機構を駆動する別系統の油圧システムです。

構成要素：
• 40リットル油圧リザーバ  
  ▹潤滑系と分離することで、汚染を防ぎ、制御性を向上。  

• 高圧作動回路  
  ▹動作圧力は最大約40 kgf/cm²。  
  ▹すべての作動シリンダーに十分な力と速度を提供。

• 各機能専用シリンダー  
  ▹クラッチ作動シリンダー – 精密な噛合・解除制御。  
  ▹ギアシフトシリンダー – 指定ギア位置への移動。  
  ▹ギアロックシリンダー – 選択されたギア位置の確実な保持。  
  ▹ブレーキ作動シリンダー – 試験時の制御ブレーキトルク負荷を適用。

• 油圧分配機構  
  ▹PLC制御シーケンスに従い、各シリンダーへ流量・圧力を配分。  
  ▹以下のような複雑かつ再現性の高いサイクルを実現：  
    ▪ クラッチ噛合 → ギア選択 → ブレーキ適用 → 負荷運転 → 解除 → 次のギアへシフト

これにより、手動レバー操作よりはるかに精密で再現性の高い「実車同等の作動」が可能となります。

3. 電動駆動システム
3.1 高出力非同期サーボモーター
機械エネルギーは、試験装置用途向けに設計された堅牢な非同期サーボモーターによって供給されます。
主な特長:
• 定格出力：約78〜80 kW  
• 最大速度：約2500 RPM  
• 設計用途：  
  ▹高い始動トルク要求  
  ▹頻繁な速度変化やトランジェント  
  ▹連続運転での耐久試験  

標準的な誘導モーターと比較して、サーボ構成は速度とトルクを高精度に制御でき、単なる「回して様子を見る」ではなく、再現性と測定可能性の高い試験条件を実現するために不可欠です。

3.2 サーボドライブ & 制御
サーボモーターは、PLC と統合されたサーボドライブシステムによって制御されます:
• エンコーダフィードバックを用いたクローズドループ制御  
• 対応する制御機能：  
  ▹耐久試験および熱安定のための定速運転  
  ▹性能マッピング用の速度ランプ制御  
  ▹衝撃／負荷シミュレーション用のステップ変化とトランジェントプロファイル  
• 保護機能：  
  ▹過電流および過負荷保護  
  ▹モーターおよびドライブの過熱保護  
  ▹故障や非常停止発生時の制御停止と安全シャットダウン  

これにより、単なる ON/OFF モーターではなく、ギアボックスに対しプログラム可能な駆動プロファイルを提供できます。

4. トルク & 性能測定
トルクはインライン方式のトルクセンサーにより、シャフト上で直接測定されます:
• 測定範囲：通常 0〜300 Nm  
• モーター出力軸とギアボックス入力軸の間に設置  
• 取得データ：  
  ▹各ギアにおけるトルク vs 速度特性  
  ▹クラッチ作動や変速時のトルク過渡挙動  
  ▹油温上昇や部品膨張に伴うトルク要求の変化  

これにより、正常なギアボックスの明確な「トルクシグネチャ」を構築し、不良兆候を早期に検出できます。

5. 計測装置 & センサー
本装置は単なる負荷装置ではなく、完全に計測された試験プラットフォームです。センサー群によってギアボックスの挙動を可視化します。
5.1 プロセス & コンディションセンサー（主要センサー）：

• RPM センサー  
  ▹全動作範囲で回転速度を測定  
  ▹トルク、振動、騒音データとの同期に使用  

• 温度センサー（PT100 RTD）  
  ▹潤滑タンクおよび主要ラインに設置  
  ▹高温オイル運転に適した範囲（0〜150°C）  
  ▹監視および温度制御（クローズドループ）に使用  

• 圧力トランスミッタ  
  ▹潤滑回路および作動回路に設置  
  ▹以下を監視：  
    ▪ 潤滑圧の健全性  
    ▪ クラッチ、シフト、ブレーキ作動中のシリンダー圧  

• 騒音センサー  
  ▹ギアボックスの総合騒音レベルを測定  
  ▹NVH 比較に有用  

• 3軸振動センサー（加速度計）  
  ▹3軸方向の振動を取得  
  ▹歯当たり振動や軸受不良、構造共振まで幅広く検出  

5.2 なぜ重要なのか
トルク、RPM、圧力、温度、騒音、振動の全信号を相関させることで、本装置は本格的な診断・開発ツールとなります:
• 潤滑問題と設計問題を区別可能  
• 重大故障の遥か前に機械的問題を早期検出  
• すべてのギアボックスのデータ裏付けのある受入基準を確立可能  

6. PLC–HMI 自動化 & データ収集
6.1 PLC（プログラマブルロジックコントローラ）
PLC は全サブシステムを統合的に制御する中枢ユニットです。

主な役割:
• 試験シーケンスの制御  
  ▹オイル加熱と循環の開始／停止  
  ▹モーターの立ち上げ、定常運転、停止  
  ▹クラッチ、シフト、ブレーキの順序制御  

• 安全ロジック  
  ▹過熱時のシャットダウン  
  ▹潤滑圧低下アラーム  
  ▹非常停止処理  
  ▹危険な状態を防ぐインターロック  

• リアルタイム制御  
  ▹フィードバックに基づく速度・圧力調整  
  ▹各工程の完了を確認し、次段階へシーケンス移行  

6.2 HMI（ヒューマンマシンインターフェース）
オペレーターはグラフィカルHMIパネルを介して装置と操作します:
• リアルタイム表示：  
  ▹ギアボックス速度・トルク  
  ▹オイル温度・圧力  
  ▹作動系の状態  
  ▹警報・警告の表示  

• オペレーター機能：  
  ▹試験シーケンスの開始／停止  
  ▹ギアボックスの種類に応じた試験レシピの選択  
  ▹保守や調査のための限定的手動モード  
  ▹基本的なトレンドや主要パラメータ履歴の閲覧（設定により異なる）  

PLC–HMI により、日常的な運用の容易さと、開発エンジニア向けの高度な制御性を両立します。

7. 機械レイアウト & 油圧回路統合
機械および油圧レイアウトは、視認性・アクセス性・保守性を重視して設計されています:
• モジュール式物理レイアウト  
  ▹400 L 潤滑パワーパック  
  ▹40 L 高圧作動パワーパック  
  ▹電気／サーボドライブ盤（専用キャビネット）  
  ▹操作卓／HMI は視認性の高い位置に配置  

• 論理的な油圧配管  
  ▹適切に設計された吸込・戻りラインでキャビテーション防止  
  ▹フィルタは保守性を考慮した配置  
  ▹マニホールド、バルブ、ゲージ、テストポイントは明確に表示  

• 保守性  
  ▹ポンプ、モーター、バルブ、センサーを最小限の分解で交換可能  
  ▹明確な図面と回路表示で迅速なトラブルシュートが可能  

これにより、ダウンタイムを最小限に抑え、長期的に実用的な運用が可能になります。

8. 技術仕様

  

    
カテゴリ
    
パラメータ
    
代表値 / 説明
  

  

    
用途
    
ギアボックスタイプ
    
サイドギアボックス – LH & RH 各種
  

  

    
機能
    
範囲
    
機能試験、性能試験、耐久試験
  

  

    
主駆動系
    
モータータイプ
    
非同期サーボモーター
  

  

    

    
定格出力
    
約 78–80 kW
  

  

    

    
最大速度
    
約 2500 RPM
  

  

    

    
制御方式
    
サーボドライブによる速度／トルクのクローズドループ制御
  

  

    
潤滑システム
    
タンク容量
    
400 L
  

  

    

    
作動油
    
高級ギアオイル（例：IOC 030-GX-100）
  

  

    

    
供給圧力
    
約 18 kgf/cm²
  

  

    

    
ヒーター容量
    
約 20 kW（浸漬ヒーター）
  

  

    

    
最大油温能力
    
約 150°C
  

  

    

    
戻り油温（典型）
    
試験中 約 100 ± 10°C
  

  

    

    
濾過方式
    
多段式（粗＋精密フィルター）
  

  

    
作動システム
    
リザーバ容量
    
40 L
  

  

    

    
作動圧力
    
約 40 kgf/cm² まで
  

  

    

    
駆動機能
    
クラッチ・ギアシフト・ギアロック・ブレーキ作動
  

  

    

    
ポンプ容量
    
約 30–40 LPM（最大約 40 bar）
  

  

    
トルク測定
    
トルクセンサー範囲
    
約 0–300 Nm
  

  

    

    
取付方式
    
駆動モーターとギアボックス入力軸のインライン設置
  

  

    
センサー – プロセス系
    
RPM
    
約 3–2500 RPM
  

  

    

    
油温（PT100）
    
0–150°C
  

  

    

    
圧力トランスミッタ
    
約 0–20 bar、4–20 mA 出力
  

  

    

    
騒音
    
約 0–80 dB（典型）
  

  

    
センサー – 振動系
    
タイプ
    
3軸加速度センサー
  

  

    

    
周波数範囲
    
ギアメッシュおよび構造振動解析に適した広帯域
  

  

    
制御 & インターフェース
    
コントローラ
    
産業用 PLC
  

  

    

    
HMI
    
グラフィカルタッチスクリーン操作パネル
  

  

    

    
通信
    
産業用シリアル／フィールドバス（例：RS-485／同等の最新規格）
  

  

    
運転モード
    
テストモード
    
半自動および全自動シーケンス（設定可能）
  

  

    

    
ログ機能
    
リアルタイム監視、トレンド／データログ（構成により異なる）
  

  

    
設置環境（典型）
    
インストール先
    
防衛車両工場、兵器工場、重車両試験施設
  


9. 典型的な用途
本装置は、ギアボックスの信頼性に「推測の余地」を許さない組織に最適です：
• 装甲車両および履帯プラットフォームメーカー  
  ▹サイドギアボックスの定期試験および最終受入  

• 兵器工場や重車両オーバーホール施設  
  ▹修理／オーバーホール後の再投入前性能確認  

• 防衛系 R&D およびエンジニアリング研究所  
  ▹設計検証、ベンチマーキング、オイルや構成比較試験  

• 民間の独立試験機関や重装備整備会社  
  ▹OEM や保守組織向けの受託試験  

必要であれば、この内容を「ウェブ掲載用の要点版（About・Features・Applications・Specs）」や「1ページ製品パンフレット版」にも圧縮できます。