毎年実施されるマルスン駿河グループのQC事例発表会は、2021年度で34回目を迎えました。駿河エンジニアリング様では少人数で8サークルを結成し、3月からスタートして8月に社内発表会を行い2サークルを選抜しました。その一つが冷却穴の不具合の削減をテーマにした設計技術グループのサークルです。 富士市に拠点を置く4社のグループ会社から選抜された計7サークルが10月の事例発表会へ進み、設計技術グループのサークルが社長賞を受賞しました。

QC活動のテーマについて設計技術グループ課長の古屋英一様は、「私たちの部署では年間を通して行っている業務改善があり、その中から設計不具合の削減として冷却穴を今回のQC活動のテーマに選びました。いかに金型を早く均一に冷やすかが成形品の品質に大きく関わるため、成形不具合のソリ、変形、フローマーク、ショートショットが発生しないように冷却穴の配置はミリ単位で調整しています。また、冷却回路は生産性を高める役割もあります。効率よく冷却できる金型であれば、成形サイクルの1ショットにかかる時間を短縮できます。さらに、お客さまのニーズも冷却に関して要求が高くなっています」と重要性を説明します。

今回のQC活動のリーダーである設計技術グループ係長の佐野智和様は、冷却穴の難しさについて次のように話します。「金型の冷却穴は部品と干渉することが多く、これまで何度かテーマの候補に挙がっていました。過去5年間に起きた冷却穴の不具合のうち干渉が77%を占めています。干渉以外に1~2ミリの距離でかわしているところも見直しが必要です。経年劣化で鉄の腐食から水漏れが発生することがあり、ある程度の余肉を残しつつ設計することはとても難しく設計経験の差が出るところです。そこで、冷却穴の干渉とクリアランス不足を確実に検知して不具合をなくそうとSpace-Eによる3次元設計に取り組みました」

同社では、ガイドピンやエジェクタピンなどの単体の部品と、複数部品を独自に組み合わせたユニット部品との合計で1000を超えるアイテムがSpace-E/Moldの部品カタログとして登録されていました。各部品の整理ができず全体の把握ができなくなった部品カタログの見直しについて、設計技術グループ係長の小川淳樹様は次のように説明します。「部品カタログは以前から作っていましたが、使いたい部品が揃っていない、使いづらい部品があるなど、いろいろな意見がありました。さらに単品で登録されている標準部品は、組み合わせて配置するため手数が多く工数の増加が課題でした。そこで、全員が共有できるユニット部品への見直しを行い、特にQC活動で使用したいユニット部品をピックアップして80個ほど作成しました。これらのユニット部品は、一つの部品の寸法を変更すると他の部品も連動して寸法が変更されます。ユニット部品一つでいろいろなパターンに対応できるので、登録部品が少なくなるというメリットがあります。また、これまで既製品の部品はWebで取得した各データをモデル配置した後でサイズ変更をする際に、再度取得し直すか、そのデータ自体の寸法修正をすることがあり、そこに作業ミスが発生することがありました。今回、既製品の部品もユニット部品として寸法を関連付けできたことで、そのような不具合をなくすことができました」

このようなユニット部品を作成する上で、構成する部品同士の連携に苦心されたと話す小川様は「部品同士の寸法を関連付けるには数式を使って設定するのですが、ユニット部品を構成する部品数が多くなると関連箇所も増えるので、そこが難しいところでした。作成の自由度が高いがゆえに当社の設計思想に合わせることに苦労しましたが、理想とする部品を作成することができました」とのことです。

ユニット部品の作成については、情報共有会と名付けた定期的なウェブ会議を通じてNDESも協力させていただきました。「NDESと問題点を共有してサポートしてもらうことで進むことができました。NDESに相談した以上は次回までに進捗を報告したいという励みにもなり、良い方向に向かえました」と佐野様は話します。

今後の取り組みについて小川様は「必要な部品は全て作りたいと思っています。まずは、金型の製品内に収まる主要部品の作成を終わらせて他の部品に入りたいと考えています。Space-Eのユニット部品として作成すると設計上メリットがある部品の充実化を行っていき、既製品との組み合わせも検討しています」と話します。

古屋様も「社内でも加工や組み立て部門では2次元図面が中心で、3次元データの展開はこれからです。部品データの3次元化の先として、全社的な3次元化へ取り組みたいと思っています」と語ります。近年は、顧客からも従来の2次元図面ではなく3次元データでの提出要求が増え、3次元化への加速に注力されているようです。さらに佐野様は「現在の設計標準は2次元図面になっています。部品のユニット化などが進めば設計標準や作業手順書なども3次元化でき、よりわかりやすい3次元データを新人教育や人材育成に活用できます」と期待します。3次元データを使った標準化で技術継承を進めることは、日本のものづくり環境にとっても重要な取り組みと言えるでしょう。