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設計手法もDesign by Analysisの時代となった現在、CAE解析*は、製品開発に必要不可欠な技術です。

当社では新技術・新製品の開発、新規立上り製品の試作前評価、不具合の原因究明...etc あらゆる場面でCAE解析を行い、
製品の開発期間短縮や品質向上、コスト低減を実現しております。
この解析、設計技術力も三桜の強みです。

当社は日々新しい技術の導入にチャレンジしており、お客様からの多様なニーズにお応えできる、解析技術を活かした技術サービスの提供が評価を受けています。

※CAE(Computer Aided Engineering)解析:コンピュータを使った数値解析、シミュレーション。図面などの設定値と条件を数値入力して結果を画像やグラフで表し分析することで、試作を何度も繰り返すことなく、課題の把握や検証ができる。

流体解析とは、液体や気体が対象をどのように流れるか、速度や量を表して解析するものです。 当社では、製品の容積や形状の違いで通気抵抗(液体や気体の通りやすさ)や圧損(圧力の損失・減少)にどのような違いがあるかを解析し、スピーディーに最適な設計を行なっています。

流体解析事例1:フューエルインジェクションレール(FIR)  ~形状の違いによる通気抵抗や圧損等の検討

※FIRは、自動車エンジン用フューエルインジェクター(燃料噴射装置)へ燃料を均等に供給する装置です。 FIR製品ページ

流体解析流体解析流体解析

形状と内容積の違うL型と角型のFIRを解析した例です。
FIR内を流れる燃料のインジェクターまでの分配性向上やエミッション(排気ガス)低減のために、燃料の流速・圧力変動、流れ方向等の解析を実施しました。

図の中の細かい矢印は、エンジン始動時にFIR内を流れる、燃料の速度と方向を示しています。
これにより、L型FIRではインジェクションカップ上を通る流れと下側に突出した部分を通る流れの2系統があり、突出部にサージタンク効果(燃料脈動の吸収効果)があることを確認しました。
また、L型FIR内の流速は角型FIRより遅く、燃料の圧力変動低減、すなわちエミッション低減に貢献していることがわかりました。

流体解析事例2:クイックコネクター ~形状の違いによる通気抵抗や圧損等の検討

※クイックコネクターは、ワンタッチで接続ができ着脱に工具が不要な、配管を接続する製品です。 クイックコネクター製品ページ

流体解析流体解析流体解析

形状を変えてもクイックコネクター内の流れに問題が無いかどうかを解析した例です。
それぞれの流速・圧力分布、流れ方向等の解析を実施しました。

図の中の細かい矢印は、クイックコネクター内の流体の速度と方向を示しています。
この図により、形状に違いがあっても出口側の流速状態には変化が無く、形状変更を行っても問題が無いことがわかりました。

振動解析とは、振動が加わった状態で対象部分にどのような力が加わるか(応力)、どのような周波数で振動すると共振するか(加速度)を分析するものです。
当社では、エンジン始動状態で、取り付けられた製品にどのような応力や加速度がかかるか等を解析し、スピーディーに最適な設計を行なっています。

振動解析事例1:フューエルインジェクションレール(FIR) ~エンジン振動を想定した応力、加速度の検討

※FIRは、エンジン本体上部に取り付けられる燃料供給装置です。 FIR製品ページ

振動解析

4気筒用L型FIRを解析した例です。 エンジン振動によるFIRの破損などを防ぐために、取り付けられたFIRのフィードチューブの応力、加速度の解析を実施しました。

右上のグラフは、FIRのSTAYをボルト止めしたという条件で、x、y、zの3方向へ振動させてフィードチューブ部分の共振周波数と加速度を測定したものです。グラフの横軸は周波数、縦軸は加速度を表します。このグラフから230Hz付近にy方向の共振(加速度が山状になるポイント)があり、他方向に比べ加速度が大きいことがわかります。

左上の画像は230Hzにて加速度の大きいy方向へ振動させた際の発生応力を測定した結果です。 振動によりフィードチューブが振られている為、その根元に他の箇所と比較してやや大きな応力が発生していることが読み取れます。しかし発生している応力値自体は許容範囲内であり、製品として問題がないことを確認しました。

振動解析事例2:オイルチューブ ~エンジン振動を想定した応力、加速度の検討

※オイルチューブは、エンジン本体に取り付けられる配管部品です。

Vibration

オイルチューブを解析した例です。
エンジン振動によるオイルチューブの破損などを防ぐために、取り付けられたオイルチューブの応力、加速度の解析を実施しました。

右上のグラフは、オイルチューブ両端をボルト止めし、x、y、zの3方向へ振動させて最大変位部の共振周波数と加速度を測定したものです。
グラフの横軸は周波数、縦軸は加速度を表します。このグラフからy方向が一番加速度が大きいものの、全方向とも測定周波数内には共振(加速度が山状になるポイント)が無いことがわかります。

左上の画像は、200Hzにて加速度の大きいy方向へ振動させた際の発生応力を測定した結果です。
振動によりチューブが振られている為、その根元に他の箇所と比較してやや大きな応力が発生していることが読み取れます。しかし発生している応力値自体は許容範囲内であり、製品として問題がないことを確認しました。

構造解析とは、力が加わった状態で対象物が構造上どのように変化するか、変位(歪み、形状位置の変化)や応力を定量的に分析するものです。
当社では、製品の形状や構造の違いで機能にどのような違いがあるかを解析し、スピーディーに最適な設計を行なっています。

構造解析事例1:フューエルインジェクションレール(FIR) ~形状の違いによる「撓み(たわみ)」量の比較検討

※FIRは、自動車エンジン用フューエルインジェクター(燃料噴射装置)へ燃料を均等に供給する装置です。 FIR製品ページ

StructureStructure

内容積が同じで形状の違う5つのFIRを解析した例です。

近年FIRを取り巻く環境は、リターンシステムやパルセーションダンパーの廃止など変化しており、FIRへの要求性能は、非常に高くなっています。
特にインジェクター噴射時に発生する脈動(燃料圧力変動)は、エンジンに噴射される燃料量のバラツキに繋がり、燃費低下や排気ガス増加の問題にまで発展することが分かっています。 当社ではFIR内で脈動低減を行なう手段としてFIRの「撓み(たわみ)」に着目し、FIRの形状の違いで撓み易さに違いがあるかどうかを解析しました。

画像は燃料がFIR内を流れた時の圧力による、FIR断面の変位分布を示しています。このアニメーションより、断面形状の違いでFIRの撓み方に違いがあり、L型、逆L型が、他の3つに比べ、撓みやすいことが読みとれます。このことからL型、逆L型は、他の形状に比べ、燃料噴射時の脈動をより吸収しやすいことがわかりました。

構造解析事例2:フューエルインジェクションレール(FIR) ~荷重が加わった場合を想定した応力値の検討

※FIRは、自動車エンジン用フューエルインジェクター(燃料噴射装置)へ燃料を均等に供給する装置です。 FIR製品ページ

構造解析

4気筒用L型FIRの解析例です。
FIRのフィードチューブにゴムホースを取り付ける際の外力による変形、破損を防ぐために応力値の解析を実施しました。

右上の画像は、フィードチューブ先端にゴムホースを挿入相当の加重を与えた際の応力分布を表しています。これによりフィードチューブ根元に他の箇所と比較してやや大きな応力が発生していることが読み取れます。しかし発生している応力値自体は許容範囲内であり、製品として問題がないことを確認しました。