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Customer Case Study
Volkswagen AG
製造公差のCAE検討
クライアント
欧州最大の自動車メーカー Volkswagen
Group。12ブランドを擁し、グループ全体の
年間総売上高
(2013年)
は1,970億ユーロ。
カッセル工場で年間350万台の排気システム
を製造。
課題
製品の品質を維持しながら製造プロセスの
ロバスト性を向上させるため、
トランスミッシ
Volkswagen Groupは、世界上位の自動車製造業者で、欧州最大の自動車メーカーの1社であり、
毎年約1,000万台の自動車を顧客に届けています。これは世界の乗用車市場シェアの約13%に相
当します。従業員数1万5,000人を超えるVolkswagenがカッセルに構える主要なトランスミッション
工場は、マニュアルおよび自動トランスミッションを毎年約400万台供給しており、アルミニウムとマ
グネシウムのハウジングコンポーネントを生産する欧州最大の軽合金鋳造所を併設しています。ま
た、古いエンジンとギアボックスを修理し、年間350万台の排気システムを製造しています。
トランスミッション製造支援にRomaxDESIGNERソフトウェ
Volkswagenカッセル工場の技師は、
アを4 年以上使用しています。 Volkswagen AGの計算技師であるユリ・ニスは次のように述べてい
ます。
「ギアボックスを効率的に製造するためには、コストを抑えたプロセスを使うことが重要です。
パラメータは管理コストが安いもの、高いものが混在しています。 Volkswagen AGは、すべての
パラメータに目を配り、生産プロセスの変動がもたらす影響を研究したいと考えています。Romax
は各構成品だけでなくシステム全体に目を配る能力を提供してくれるのです」
ョンに加えることができる改善を特定。
ソリューション
モデリング、シミュレーション、解析用のフ
レキシブルなツールである
RomaxDESIGNERソフトウェアにより、ギ
アの信頼性設計の最適化を支援。
メリット
アプローチの提供、製造および生産コストの
最適化の支援としてトランスミッションとギ
アボックス設計に加える変更と改善内容を特
定、製品品質に対するさらなる支援、 NVH
(騒音、振動、ハーシュネス)
を含む諸問題へ
の対処。
出典: VW Kassel
“RomaxDESIGNER を使用した迅速かつ正確なシミュレーションにより、ギア製造の変動が
もたらす効果を評価することができます
“
ユリ・ニス
Volkswagen Group、計算技師
信頼性設計の最適化
Volkswagen Groupは、欧州7か国で以下の 12 ブランドを擁しています。Volkswagen Passenger Cars(乗用車)、Audi、SEAT、ŠKODA、Bentley、
(商用車)
、Scania、MAN。西欧の新車のうち4台に約1台
(24.8%)
Bugatti、Lamborghini、Porsche、Ducati、Volkswagen Commercial Vehicles、
がVolkswagenによって製造されている計算です。カッセル工場では、ギアボックス製造の効率的な生産を支援し、要求された品質が満されていること
を確認するための標準および非標準調査に、RomaxDESIGNERが使用されています。
ユリ・ニスは、
「Volkswagenは、RomaxDESIGNERを4年以上使用しています。工場としては、ギアセットを設計することではなく、製造されるギアボッ
クスが要求された品質を確実に満たすことに重点を置いています。RomaxDESIGNERを使用すると、迅速かつ正確なシミュレーションでギア製造の
変動による効果を評価できるのです」
と話しています。ユリ・ニスは、RomaxDESIGNERを
「専門性を持たない汎用CAEパッケージを含む
「ツールチェー
ン」
の重要な要素」
と表現しています。このカッセル工場のケースでは、既存の設計を解析し、ギアのマイクロジオメトリの公差変動がギアボックスの最
終製品のNVHに与える影響を評価するためにRomaxDESIGNERが使用されています。
「Romaxは、構成品の相互作用の予想のために行う、ひとつ
のギアボックスモデルに含まれるギア、シャフト、ベアリング、ハウジングの迅速なモデリングと解析を統合することにより、カッセル工場での作業を可
能にしています」
「最近では、新しいEVギアボックスに要求されるベアリングのプリロードの予測にもRomaxDESIGNERを使用しています。これはシャフト3個と電気
モーターの間で起きる作用を計算して行っています」
とユリ・ニスは話し、工場で装着するリングについて次のように説明しました。
「ハウジングの硬度
が高くないことが、複雑な相互作用につながっています。そこでVolkswagenは、ギアボックスの製造時における適切な設定を特定するため、ベアリン
グのプリロードを変えてその効果を確認したいと考えています。この手法の検証のため、結果を比較する試験装置をセットアップしたところ、Romaxが
優れた検証機能を提供してくれることが分かったのです」
ステータの障害
RomaxDESIGNERは同じプロジェクトの一環として、モーターステータ
とギアボックスハウジングの適合度の解析、ハウジングの変形予測、そ
の結果としてギアとベアリングに生じる効果の予測にも使用されました。
ステータはギアボックスの組み立て中、ハウジングに装着されます。これ
が装着の障害となり、また、ハウジングの変形の度合に影響を与え、ギア
ボックスベアリングの位置ずれを引き起こします。装着の障害は外面的に
モデル化され、その後ベアリングの位置ずれがプリロードとしてRomax
モデルに適用されました。ユリ・ニスは次のように述べています。
「このケ
ースでは、絞まりばめによる影響を調べるために、すべてのベアリングに
適用できる高度に詳細なモデルを持っていました。異なるシャフトを使用
した場合の位置ずれ予測を、大半のギアセットでの各コンタクトパターン
と共に明らかにするものです。
Romaxの位置ずれ予測を採用し、ギアの最適化のためそれをヴォルフ
スブルクのオフィスに送りました。この予測結果を新しいマイクロジオメ
トリ計算に適用すれば、騒音削減や耐久性向上などにつなげることが
できます」
システム全体のアプローチ
ユリ・ニスは、Volkswagen の現在の解析作業を次のようにまとめてい
ます。
「RomaxDESIGNERをカッセルのトランスミッション工場で使用
する主な利点は、システム全体を反映させた複雑なモデルを設計できる
こと、良い結果を得られることです。必要に応じて複数のモデルを設計
し、Romaxを使用してそれぞれの公差がもたらす効果を予測して、その
なかから注力すべき適切なデータを選ぶことができるのです」
詳細はこちらまで
eメール: [email protected]
ウェブサイト: www.romaxtech.com
またはwww.volkswagen.com
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