雪国で選ばれ続ける
Honda除雪機

誕生秘話

Honda除雪機の開拓者たち

除雪機に抜群の使い勝手を実現する
世界初のハイブリッド除雪機の開発

Honda除雪機の代名詞とも言われるハイブリッド除雪機。クルマのハイブリッド車も数少ない時代に、なぜHondaは除雪機をハイブリッド化したのか。抜群の使い勝手を実現した世界初のハイブリッド除雪機について、DPL＜開発部門リーダー＞を務めた山本さん、駆動系の開発を行った阿部さん、電装の川上さんにお話を伺いました。
＊文章中の「世界初」については2001年時点、Honda調べとなります。

Pioneers

山本隆弘

株式会社本田技術研究所
ライフクリエーションセンター　アシスタントチーフエンジニア
1985年 Honda入社。ディーゼルトラクター、乗用芝刈機、アクティクローラ、電動カートの開発において商品性開発を担当。2001年発売のハイブリッド除雪機「HS1390i」から除雪機の開発に参画しDPL＜開発部門リーダー＞を務めた。

阿部靖朋

株式会社本田技術研究所
ライフクリエーションセンター　アシスタントチーフエンジニア
1985年 Honda入社。芝刈機を中心とした駆動系の開発に従事。2001年発売の「HS1390i」から除雪機の開発に参画し、2003年発売の「HSS1170i」、2005発売年の「HSM1590i」、2011年の「HSM1390i」等の歴代ハイブリッド除雪機の駆動系開発を担当。

川上俊明

株式会社本田技術研究所
ライフクリエーションセンター　チーフエンジニア
2002年 Honda入社。家庭用コージェネレーションの電装開発を担当したのち、2003年発売の「HSS1170i」から除雪機の開発に参画。以降のハイブリッド除雪機の制御開発を担当。

※肩書きは2020年9月時点のものとなります。

Section.1

建機みたいではダメだ。
誰もが使いこなせる
家庭用の除雪機を作ろう

ハイブリッド除雪機の技術的な特徴について教えてください。

阿部

雪を砕いて飛ばすロータリー除雪機は、オーガやブロワと呼ばれる除雪作業部と除雪機を動かす走行部に分けられます。従来までの除雪機は、その両方をエンジンで動かしていました。それに対して、力強さが求められる除雪作業部をエンジン、細かな操作が求められる走行部をモーター、2つの動力の得意なところを活かして役割分担しながら動かすのがハイブリッド除雪機です。

従来とは違うモーター走行という発想は、どこから生まれたのですか。

山本

次の中型除雪機を開発しようと、たくさんの除雪機を集めて雪の中で使い比べをしたんですね。そこにはHonda除雪機だけでなく他メーカーの競合機もありました。私は、初めて除雪機に携わる立場だったので、先入観なく機械を使い比べて「除雪機の操作は、ほとんど建機の世界だね」という感想を持ちました。

どのような時に「使い勝手が悪い」と感じたのですか。

山本

このサイズの除雪機になると重量は200kgを越え、重たくて人の力だけでは動かせません。だから、エンジン回転数や投雪方向以外にも、オーガの上下やローリング、旋回などたくさんの操作が行えます。結果として、目の前に何本もの操作レバーが並んでいるのです。メカで動かす機構だとそのレバー自体が重たく、女性や高齢者には大変な操作です。「使う人を選ぶ機械だな」と思いましたね。

阿部

旋回機構と言っても、ハンドルから片手を離して重たいレバーを引く。メカの動きとしては、クラッチで駆動を切って片側のクローラにブレーキを掛けるので、ショックも大きいです。機体の揺り戻しで腰骨にハンドルが当たるようなこともありました。

そうした悩みを解決する機構として「ハイブリッド」が出てくるのでしょうか。

山本

HST＜油圧式無段変速＞を左右に2つ付けて旋回させる方法なんかも検討していました。しかし、左右のHSTを協調させないとまっすぐ進まないなどの難しさがあります。

川上

レバー操作を軽くし、除雪機を思い通りに動かすために、足回りを電動化させるのは良い判断だったと思います。左右のクローラのスピードを細かくコントロールできれば、従来とは比較にならないほどスムーズに動くようになります。

Section.2

新しい駆動系の開発は
試行錯誤の連続

新しい機構ですが、最初の試作機はどんなレベルだったのですか。

阿部

元々、Hondaには電動カートの経験があったので、ハイブリッド化に合わせた骨格や走行系の基本レイアウトは、最終的に量産化した商品と変わらない物ができていました。同じような大きさの中型除雪機でも、従来までのHST駆動式では前輪駆動でしたが、モーター走行による電動化によってレイアウトの自由度が増したのでハイブリッド除雪機は後輪駆動にすることが可能になりました。

試作機を使ったテストの様子

設計を一新したことで、良くなったこと教えてください。

阿部

前後の重量配分が良くなり操作性や雪への食い込みが良くなりました。また、雪の多い地域で使われる除雪機としてオーガを持ち上げる高さもグッと高くできるようになりました。ハンドルと前方の除雪作業部を切り離せたことで、オーガの高さを変えてもハンドル位置は一定で使い勝手も良くできましたね。

電気の塊のような除雪機を作っていく中で、いろんな苦労があったと思います。

山本

最初は除雪機特有のモーターの使い方で苦労をしましたね。重い雪を除雪するとき、ほとんど止まるようなゆっくりとしたスピードで機械を動かすわけですが、最初は、その低速時になかなかモーターのトルクが出ませんでした。低速で大電流を流すのが難しかった。そこは制御の方には非常に苦労をかけました。

川上

本来、モーターは低速でトルクを大きく出せる特性を持っています。ただ、最初に基本的な使われ方に合わせてモーターの出力を決めるのですが、テストが進むに従い、「もっと低速でも作業したい」「こんなシチュエーションでも使いたい」と、どんどん要求のハードルが上がり、壊れてしまう手前ギリギリまで使い切るようになっていきました。

阿部

メカ式とは違う苦労もありました。モーターを制御するので、エラーが起きて動かなくなるようなことがないようにバグ出しをしつこくやりましたね。お客様が使う色んな環境に対応させる大変な作業です。

ハイブリッド化したからこそ実現できたような機能はありますか。

山本

当初、ハイブリッド化したメリットを活かし、エンジンの回転数の影響を受けないモーター制御を検討していました。

阿部

従来の機構であれば、エンジンと駆動系が繋がっていますから、エンジンに負荷が掛かり、エンジン回転数が下がると走行スピードも遅くなってしまいます。

山本

エンジンとモーターを切り離したことで、作業負荷によりエンジンの回転数が下がっても作業スピードが一定となりました。しかし、エンジンに負荷が掛かっていても作業負荷が減らないためエンストが発生してしまいます。そこで、負荷に合わせて積極的に作業スピードをコントロールする負荷制御という考えが生まれたのです。

当初の構想になかった機能を、開発の中で見つけて実現したわけですね。

山本

夏にテスト機ができたので、雪がないから「おが屑」を水で濡らしてテストしました。重たい雪の環境を模しているわけです。今になって振り返ると、泥臭いことをしていましたね。

阿部

減速の速さ、再加速の具合だとか、その時点で細かくテストをやり込んでいたので、雪が降りだすころには負荷制御の基本機能の確認ができていました。

山本

負荷制御による速度コントロールは、ハイブリッド除雪機ならではの機能として支持されていると思います。

負荷連動速度コントロール

スムーズに自在に旋回

電気で除雪機を走行させると聞くと、消費電力が大きな印象を持ちます。

川上

これまでの除雪機と比べると電気の消費量が大幅に上がります。そのため、外付けのジェネレーターを搭載する形で充分な電気を賄えるようになっています。

阿部

このあたりは、ハイブリッド化のための新規設計ですね。

新規開発ですのでコスト管理も大変だったと思います。

山本

駆動系を電動化するという大規模な開発だったのですが、電圧に24Vを採用することで汎用的な部品を使ったり、設計者はシステム全体のコストを下げるように知恵を絞っていました。何ボルトの電圧を選択するか、それが電動化のポイントになりますが、そこは英断でしたね。

Section.3

確かな信頼性を確保して、
新技術で「使いやすい」を届ける

開発の中で、大きなトラブルはなかったのでしょうか。

山本

最後の耐久試験の時に、なぜかある人が使うとモーターが焼損するというトラブルが起きてしまいました。

阿部

この人は深い雪の中でこまめに進む方向を修正しながら使っていました。旋回レバーがハンドルの手元にあって握りやすいじゃないですか。ずっと片側のモーターだけに負荷が掛かり続けるように使われたことで、温度が上がったようです。

どうやって、トラブルを乗り越えられたのでしょうか。

山本

減速比を変えたり、流れる電流を抑えたり、保護機能もつけてギリギリまで対応しました。発売後にお客様の元では起きていません。我々のテストって、何時間もやり込みますので、普通の使い方よりも信じられないほど厳しい条件で確認しているんです。

モーターを採用した新しい駆動系について、シャーベット状態や水たまりなどの厳しい環境を想定した試験での検証を行っていった

繰り返しテストを重ねることで信頼性を高めているわけですね。

川上

テストの中では結構無茶なことまでやっています。「これぐらい」と思ってやると、だいたい後でトラブルになります。だから「ここまではない」というレベルの確認まで行います。しかし、協力メーカーさんからは、「こんなことまでやるのですか」と言われてしまいます。

山本

しっかりと確認するためにはテスト期間が欲しいので、この時は冬が終わると南半球のニュージーランドまで行って、ずっとテストをやっていたくらいですから。

阿部

初めての機構ですので、商品化したあとも実際にどのように使っていただいているのかお客様の事情に詳しいお店の声も聞かせていただきました。

日本が夏の間、テストは南半球のニュージーランドでも行われた

従来にはない新技術の開発ということで、社内の期待も大きかったと思います。

阿部

あまり期待されていた感じはないですね（笑）。最初は、テストも4、5人くらいの少人数でやっていたくらいです。

山本

社内的には「何をやっているんだ、こいつらは」みたいな雰囲気でしたね。「2、3年はモノにならないだろう」って言われたこともあります。おかげで、フリーに開発をやらせてもらえて、イイものができたと思っています。

ハイブリッド除雪機はヨーロッパでも使われている

ハイブリッド除雪機の開発を振り返って想いを聞かせてください。

山本

それまで経験のない除雪機の開発でしたが、除雪機のあるべき姿を自分なりに考えて、前例のないハイブリッド除雪機を開発することができて、非常に嬉しかったです。技術者としての成功体験を得て、成長の糧になりました。

阿部

ハイブリッド除雪機の技術はHondaが作ったものですが、ハイブリッドという新技術ではなく、本当に使いやすい除雪機を実現できたから、お客様に受け入れられたのだと思います。「建機みたい」と思った除雪機の操作をハイブリッド化することで簡単にできるようになりました。しかし、同じように簡単になるのであれば、ハイブリッドでなくても良かったとは思います。「何が求められているのか」を常に考えて、お客様の期待に応えていきたいと思います。