住友电工的做事风格 人物特辑 第二回 北田秀树 导电材料·机能产品事业本部 混合物产品事业部

永不放弃、坚韧不拔 “空气弹簧”所展现的技术人员的斗志

支撑新干线进化的空气弹簧

“我希望作为机械师,对制造业的基础发挥支柱作用。”大学就读机械工学专业的我怀着这样的想法,进入住友电工工作,之后便一直致力于“空气弹簧”的开发。空气弹簧由强韧纤维所加固的橡胶和金属部件构成,是一种利用空气的压缩性等来抑制振动的悬架。例如,铁道车辆所采用的空气弹簧,就能大幅减轻车轮向车身传递的振动,是提高乘车舒适感的重要安保零件。

在1980年代,新干线的高速化不仅是为了打赢和航空公司的旅客争夺战,更是经济活动活跃下的社会需求所致。为实现这一目标,车辆的轻量化必不可少。在采用了空气弹簧的底架部位,“摇枕”这一大重量部件的弃用也曾是课题之一。在弯道行驶时,摇枕具有承受车身和底架间产生的旋转运动的功能。我们致力于该新结构的开发,在空气弹簧中加入了该功能,生产出了不采用摇枕的“无摇枕式转向架”(图1)。此外,我们在空气弹簧的金属部件中采用了较多的铝合金,推进了轻量化,另外根据行驶条件对弹簧特性进行了优化设计,实现了稳定的乘坐体验。从此之后,新干线车辆便全部采用无摇枕式转向架。

图1 改良前:具有摇枕的转向架(摇枕直接坐落在构架上) 改良后:无摇枕式转向架
图1 改良前:具有摇枕的转向架(摇枕直接坐落在构架上) 改良后:无摇枕式转向架

成为行业标杆的空气弹簧的开发

图2 通过弯道时车身的样子

1993年,客户对空气弹簧提出了全新的技术开发要求。伴随着新干线的进一步提速,通过弯道时的速度和乘坐体验的提升变成了课题之一。日本平原区域较少,因此轨道有较多的弯道。此前的设计中,列车驶过弯道时,人们通过设置倾斜(左右铁轨的高低差),使车身向内侧倾斜,通过离心力来抵消车身向外侧倾倒的力。一旦以超过该设定值的速度驶过,离心力变大,车身就会向外侧倾覆。为了防止这一点,车身和转向架之间所安装的装置就是“止挡”。但是,一旦碰到止挡,乘坐体验就会显著下降(图2)。因此,列车在通过弯道时,需要避免碰到止挡。

我们的方案就是通过空气弹簧,来保持和离心力同等大小的力。我们多次走访实地,向客户提出了技术建议,但是始终没被采用。但仍然坚持和客户一同思考,重复试错,踏实地付出努力。好事多磨,但是我们决不放弃,坚韧不拔,最终成功开发出了能够应对设置速度值以上离心力的空气弹簧。这样一来,在高速通过弯道时,便可以避免碰到止挡,实现舒适性。从开发到导入整整耗费了5年时间,对体会到巨大成就感的技术人员来说,这是一份极其幸运的经验。

该技术现在已经成为了新干线专用空气弹簧的标准。此后,通过针对空气弹簧特性的车身倾斜系统的开发,通过弯道时的车速得到了进一步的提升。另外,在此后的新型车辆开发中,为了确保行驶安全性和舒适性的提升,住友电工员工仍在踏实地对空气弹簧进行着改良。

划时代的事件则是打入中国市场。2010年赴任后,和2名当地员工在一无所有的地方成立了工厂,成功实现了在中国高速铁路中的应用和当地生产。回国任职后,该产品发展为事业部的主力产品,实现了飞跃性的销售额,中国半数左右的高速铁路公司均采用了本公司的产品。

传承至今的住友电工技术人员之DNA

在接受周围同事帮助的同时,通过自身的努力,让本公司的空气弹簧获得如此成就,确实感慨万分。但是再次回忆往事,其过程决非一帆风顺。原本空气弹簧问世已有大约半个世纪,经过不断的改善和改良,发展至今。至今为止我自己所走过的道路,就是在结构设计中不断加入细小改善和改良的历史。“我希望作为机械师,对制造业的基础发挥支柱作用”——我想正是支撑高速铁路车辆空气弹簧让我的这个夙愿得已开花结果。

现在,空气弹簧根据时代和社会的需求,还在进一步进化之中。引入控制技术的系统化不断进步,行驶速度的提升、可靠性的确保、对环境的适应性、舒适性的提升等——全新的课题亟待解决。

基于积累的知识经验,我们也致力于对新员工的指导和培养。将从前辈们那里继承的秘诀和技术传授给后辈们的同时,我自身也希望能够贯彻并追求制造中不变的主题。制造始终专注于以最优化为目标的流程本身,而这个努力的过程没有终点。我们应当永不放弃、坚韧不拔,彻底钻研制造。这样的姿态就是作为技术人员的我的作风,我相信这就是我从住友电工继承而来的DNA。

PROFILE

北田 秀樹 Hideki Kitada

1980年
住友电气工业(股份公司)入职。橡胶塑料(现混合物产品)事业部

1998年
技术部 减振产品组长

2007年
SEI混合物(股份公司) 制造部长

2010年
中国常州住电东海今创特殊橡胶有限公司 总经理

2013年
混合物产品事业部 技师长

2016年
被认证为研究员※

※住友电工每年会选出数名“拥有高度且稀有的技术、技能、专有技术、知识等的人员”,认证为研究员。2017年有8人获取认证,北田于2016年获取连续认证。

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