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オフハイウェイモバイルソリューション
フレキシブルかつ効率的な制御バルブプラットフォーム：ボッシュ レックスロスとともに前進する現代自動車
韓国の車両メーカーである現代建設機械は、ボッシュ レックスロスの柔軟なRSバルブプラットフォームにより、ホイールローダー、エクスカベータ、フォークリフトの作業油圧を標準化しています。電動化が進む中、モジュール化された制御ブロックは、設計の自由度、機能性、コストパフォーマンスを高めます。
エクスカベータ、ホイールローダー、大型フォークリフトなどの作業油圧の柔軟性、拡張性、効率性を向上するにはどうしたら良いですか？現代自動車は、ボッシュ レックスロスの柔軟なRSバルブプラットフォームで持続可能な答えを見つけ、建設およびマテリアルハンドリングの製品セグメントを確立しました。プロセスの簡素化、エネルギー効率の向上、インテリジェント機能の観点から作業用油圧機器の電動化を進めていく上で、スライスモジュールを組み合わせ、必要に応じて機能を統合するモジュラーシステムは重要な役割を担っています。
現代建設機械のHLシリーズホイールローダーには、サイズ15と20のRSバルブが装備されています(写真：現代建設機械)。
スライスデザインで柔軟に構成できるバルブブロック
モジュラー式バルブプラットフォームを導入するまでは、オフロード用モバイル機器の作動油圧は、タイプやモデルによって大きく異なっていました。エクスカベータ、ホイールローダー、フォークリフトは、それぞれ種類と数が異なる機能を搭載しています。ここにはさまざまな性能クラスごとに異なるサイズのマニホールドブロックが必要で、制御軸を必要な機能に適合させる必要があります。
一体型のマニホールドブロックは、モデル固有の製造されたコンポーネントで目的の機能を実現するため、この自動車全体の要件のスペクトルをマッピングすることはできません。これに対しモジュール式のRSプラットフォームを使用する場合は、現代エンジニアリングが特定の要件に合わせて、フローシェアリング(LUDV)を備えた個々のマニホールドブロックを柔軟に構成し、標準化することができます。
「ボッシュ レックスロスの革新的なソリューションを導入したことで、当社は車両の油圧機器の稼動率を最先端の技術と機能で維持しています」と、現代建設機械の油圧コンポーネントチームマネージャー Kangjun Sim氏は語ります。「RSプラットフォームの導入により、エンジニアリングとアッセンブリが簡素化されるだけでなく、同時にデジタルの未来への道が開かれます」
早期に築かれた基礎
現代では、2009年に現在のRSソリューションに移行するための基礎を築きました。わずか2年の間に、同社はホイールローダー10機種に、レックスロスのフローシェアリング技術(LUDV)を搭載したMonoblock M6を組み込みました。同時に、Monoblock M7 LUDVはフォークリフト製品シリーズ(18t以上)で量産を開始しました。この2つのイノベーションは、現代自動車にとって、エネルギー効率と機能性の方向性を示す重要なステップとなりました。これにより、従来の定容量形ポンプを可変容量形ポンプに変更し、油圧構造をクローズドセンターに変更しました。その結果、圧力損失が減少し機種によっては10%以上の省エネにつながりました。また機能面では、両方の車両タイプともフローシェアリングの恩恵を受け、短期間の供給不足をすべての(安全性に関係のない)消費者と機能に均等に配分することで、ある機能だけが突然停止することを回避することができました。
ホイールローダーの構成例：カスタマイズされた機能性、それぞれの消費者への最適な供給、段階的な電動化およびアシスト機能の基礎(写真：ボッシュ レックスロス)
フローシェアリングとロードセンシングの組み合わせ
現代は、2019年から、2つのモノブロックM6とM7に代わる柔軟なプラットフォームとして、RSバルブプラットフォームを導入し、さらに大きな進化を遂げました。標準化されたスライスモジュールと機能モジュールから各マニホールドブロックを組み立てられる一方で、フローシェアリング(LUDV)とロードセンシング(LS)の両方のメリットを組み合わせることができます。RBMプライオリティモジュールを使用することで、ステアリングなどの優先順位の高い機能を実装することができます。さらに統合された機能により、現代は振動減衰システム(ブームサスペンション)、アンチドリフトバルブ、可変または固定タンクプリロードバルブ、および制御オイル供給システムを実装しています。
電気制御による作動油圧が可能性を広げる
モジュラー式バルブプラットフォームは、エンジニアリングの設計に高い自由度を約束するだけでなく、同時に作業用油圧機器の段階的な電動化の基盤を確立させます。これは、油圧制御に加え内部チャネリングによって現代自動車が順次拡大している電気油圧(EH)制御も可能になるからです。例えば、eOCソフトウェアモジュール(電子開回路)は、動作開始時に特に細かく可変流量と圧力を制御することで、ロードセンシングがなくてもオペレーターに有効荷重の感覚をもたらします。電動化が進む中で、プランニングのためのフロート位置(非固定)、アンチドリフト、リターントゥディグなど、数多くの新しいアシスト機能やロジック機能がすでに実装されています。今後も続々と登場する予定です。
さまざまな車両に対応するスケーラブルなプラットフォーム
一方、特徴的なスライスモジュールを持つRSプラットフォームは、現代の4つの車種に搭載され、実績を上げています。その中で最初に量産化されたのが、7種類のマシンサイズをそろえたホイールローダー「HL」シリーズでした。小型のHL930とHL940はサイズ15のモジュールを使用していますが、大型のHL955からHL970はサイズ20をベースにしています。また、スライスデザインを活かして両サイズのモジュールを組み合わせ、異なる流量の要件に対応したり、従来は1つのブロックに統合できなかった複数の機能を組み合わせて、設置スペース、重量、費用を節約することもできます。ホイールローダーの成功に続き、現代はHWおよびHXモデルシリーズのホイールエクスカベータおよびミニエクスカベータにもこの新しいプラットフォームを導入しました。
ディーゼルフォークリフトの場合、2022年から18～25トンの重量クラスがM7 LUDVからRSに変更されています。ボッシュ レックスロスでは、10～16トンクラスの装備の取引契約も獲得しています。このように、現代自動車はフローシェアリング技術を小型トラックにも拡大し、110Dから250Dまでの全モデルで統一プラットフォームのメリットを活かしています。ここでも、呼び径(公称寸法)の異なるモジュールを組み合わせることで、流量要件に合わせたさまざまなバルブブロックを設計しています。例えば、リフト機能はRS20、チルト機能はRS15、ステアリングはRBMプライオリティモジュールのバックアップで完成します。
エクスカベータとホイールローダーでは機能が異なりますが、ボッシュ レックスロスのRSモジュールを使用すれば、電子制御のオプションも含めて、作業油圧のバルブプラットフォームが統一されます(写真：現代建設機械)。
エンジニアリング、生産、運用の効率化
モジュラー式RSバルブプラットフォームを同様の機器に採用するという決断は、多くのメリットをもたらします。すべての機種と性能クラスに同じモジュラーテクノロジーを採用することで、エンジニアリングだけでなく、ドキュメントやサービスも簡素化することができます。同時に現代は、標準化の過程で正確で自由度の高い設計のメリットを受けています。例えば、特性が統一された電動パイロットバルブの場合、ソフトウェアの作成が簡単になります。同時に、生産時に必要なパイプ配管の量も減らすことができます。
「ボッシュ レックスロスのモジュラー式ソリューションのアプローチは、市場が求める柔軟性と標準性を組み合わせることができます」と、Kangjun Sim氏は説明します。また、「そうすることで、ライフサイクル全体で時間とコストを大幅に削減でき、全体的な競争力が強化されます」とも説明しています。
運用フェーズでは、RSプラットフォームはエネルギー要件を削減し、ディーゼル消費量を削減します。例えば、ロードセンシング制御プライオリティバルブでは、ステアリング専用の油量のみがLSプライオリティバルブを経由するため、従来のプライオリティバルブに比べ、圧力損失を回避することができ、エネルギーメリットを実現します。電動油圧制御で静音運転を実行し、いわゆる「油圧システムなしキャブ」を実現します。
RS20 / RS15バルブプラットフォーム：標準化されたスライスモジュールを経済的に組み合わせ、エネルギー効率と拡張性の高い機能統合型制御マニホールドを形成します（写真：ボッシュ レックスロス）。
将来的な実現可能性を内蔵
ボッシュ レックスロスのRSモジュラー式バルブプラットフォームに切り替えたことで、ヒュンダイ自動車は将来的な実現可能性に向けてさらなる一歩を踏み出しました。「ボッシュ レックスロスとのパートナーシップは、当社にとっての競争優位性を作る要因の一つです」と、Kangjun Sim氏は語ります。「サポートとソリューションの品質が高く、レスポンス時間は短く、さらに革新的な強みにより、デザインとコスト効率、機能性と持続可能性の観点から、当社の車両における将来の実行可能性を強化します」
著者： Olaf Marshall
役職： モバイル油圧機器ビジネスユニット コミュニケーションマネージャー
