先日、エンボスを使った補剛技術が“自動車”の“遮熱板”にほとんど限定的にしか適用されていない現状について書きました。もちろん、他の用途・・・例えばジュラルミン製ケースの意匠を兼ねた補剛などの例も旧くからありますが、量的なもので言えば極少数でしか無いでしょう。

弊社が現在ご提案しているのは、この既成概念を打破して、もっと幅広い部位へ応用してみてはどうか？ということですが、ではどこに？ということになると、皆さんなかなか思いつかないようです。

無理もありません。

これまで、ずーっと遮熱板にしか使っていなかったのですから。

となると、こちらから具体策を提案させて頂く必要がありますね。

先日ご紹介したのはディスクブレーキ裏の泥除け「スプラッシュ・ガード」でしたが、これもバネ下重量を低減しつつ、コストも下げられるアイディアとして、大変ご好評頂いております。

ただ、弊社としてもこうした単品の要素部品に留まらず、もっと車体の基本を構成するような領域でも使えないか？という模索をしております。ただ、こうした提案には懸念を示すお客様が大半であることもまた事実です。どうすればそうした不安を払拭できるでしょう？

先ずは作ってみることですかねぇ？（笑）

ということで、悩んでいても仕方が無いので早速作ってみました。いろいろなアイディアがあり、もっと手っとり早く・・・というか、課題の少ない部位もある中で、今回選んだのはＢピラーです！

ただ、そのまま作ったのでは大き過ぎて試作費用が嵩んでしまいますし、評価するのも大がかりです。そのため、今回はスケールを実車の１／２サイズに縮小して、ミニチュアサイズで製作してみました。

金型の体積で言えば１／８になりますので、費用を大幅に抑制できます。

また、今回は取りあえず０．３ｍｍ厚のスチールで試作してみたのですが、極薄のため手で簡単に捻ったり、曲げたりすることもでき、エンボスの有無による剛性の違いを“体感”することもできます。

主に曲げの剛性向上に効果的なエンボス。引張や圧縮については、初期段階でエンボスが蛇腹と同様の働きをするため、荷重はどうしても低くなります。と言っても、立ち上がりが緩やかになるだけで、最終的には平板に追い付くのですが、この点を懸念されるお客様が多いようです。

一方で、Ｂピラーのような主要骨格となると、純粋な引張や圧縮、または曲げだけで荷重を受けることはあまりなく、捻じりなども加わった複雑な力がかかります。仮に平板で設計されたいた場合、剛性が足りないと判断された場合どのような対策を講じるでしょう？

開発初期なら断面形状の見直しといった抜本対策を講じることもできるかも知れません。ですが、開発が進んだ段階でできることは限られています。大抵の場合は材質変更や板厚アップをするのでは無いでしょうか？

このうち、材質変更・・・例えば高強度化は“強度”には効きますが“剛性”には効きません。剛性は“ヤング率”が決めており、一般鋼でも高強度鋼でもヤング率には大差が無いからです。

すると残された手段は板厚を上げること・・・これをエンボス化に置き換えられないでしょうか？

そうすれば、重量を増加させず（或いは多少軽量化できるかも知れません）剛性を担保することが可能になるかも知れません♪

論より証拠

今回、製作したミニチュアサイズのＢピラーで、いろいろ試してみたいと思います。

【前編】に続いてとなります。

さぁ、本体と溶接ナットという最小限の構成単位と思われるVA対象部品ですが

先ずは、現在のコストがどのような構造になっているのかを分析してみましょう。

右のグラフがその結果です。

左の棒グラフは他のサプライヤーさんから購入している金額

対して右の棒グラフは弊社のコストテーブルで見積もった額の積み上げです。

差は僅かに購入額の方が高く

利益・管理費含みであることを考慮すれば

弊社の見積額も「当たらずしも遠からず」であると言えるでしょう。

さて、その内訳を分解してみましょう。

先ず注目すべきは集成加工費が全体のほぼ２／３を占め

最もコスト負担が大きいことです。

この場合の集成加工費というのは

BRACKET本体に溶接ナットを取り付ける（溶接する）費用を指しますが

実は、それがコストの大半を占めているのです。

どうやら、ここを抜本的になんとかしないことには

コストを低減することなどできそうにも無いようです・・・

次いで高いのがプレス加工費

これも全体のほぼ１／４を占めていますので

下がればそれなりの効果を得られそうです。

後の２つ

材料費と購入品費は割合としては微々たるものです。

今回の例では材料費はBRACKET本体の材料を示しますが

この事例ではSPCC270Cの0.7mmが適用されています。

元々が、最も一般的な材料の一種であり、また板厚もかなり薄いことから

材質変更や、板厚低減といった策を講じたところで

全体のコストへ与える影響は少ないことがこの分析結果からも予想できます。

購入品費は溶接ナットの購入費用を示します。

M6の呼び径は、実際にはこの部品にとっては耐トルク性能で言えば過剰であり

M5などに呼び径を下げることはできなくも無いのですが

納入先でボルト締結する際、周辺部品にM6が多いため

作業性が落ちるのでここだけのためにインパクトレンチのソケット交換をしたくない

という現場の意向を優先してこのM6サイズの呼びが決まっており

残念ながら変更できません。

また、4角ナットというのも

コスト的には最もこなれた部類の標準部品ですし

仮に購入先を変えて半額にできたとしても（現実にはできませんが・・・）

元々コスト構造に対する影響力は小さいのですから焼け石に水です。

ですが、事前のコスト分析をせずにVA案を出そう！

なんてイベントをやれば大抵出てくるのはこの材質変更や板厚低減

或いはナットの呼び変更といった案ですよね？

しかし、すぐに思いつくこれらの案はやるだけ無駄であることは先述の通りです。

つまり、単純な部品でも事前にキチンとコスト分析をして

コスト構造を“見える化”しておいた場合と、そうで無い場合では

自ずと、結果も違ってくるということです。

でも、VAの種出しなんてイベントをやるときは、ほとんどの場合

こういった駄作もタップリと含まれているのでは？ないでしょうか（笑） 

さぁ、狙い目は 集成加工費 と プレス加工費 の２つであることが判りました。

後は、どうやってこいつを下げるか？ですね。

集成加工費を下げるにはどうすれば良いか？・・・

究極は集成するものを無くせば良いということになりますね。

ただ、溶接ナットが無くなってしまっては機能を満足できません。

さて、どうしましょう？

プレス加工費の方はどうでしょう？

これは、そう難しくもありませんね。

最も安価な方法は順送プレスでの多数個取りです。

問題は、金型を刷新するような投資をして回収できるか？

というだけのことです。

さて、うまくコストを下げることはできるでしょうか？

またまた、もったいぶって【後編】に続きます♪

絵が今時のソリッド系CADの絵で無い時点で

旧いものだとお分かりになるかと思います（笑）

小さなハット型のBRACKETに

これまた小さな（Ｍ６）溶接ナットが１つ・・・

実はこれ、多くの製品で共用されており

ピーク時は我々の知る限りで月産１１万個ほど作られていたはずです。

知る限り・・・

というのも購入部品でうちの製品じゃぁ無いので（笑）

イニシャルの図面作成が1987年ですから

もうかれこれ20年以上の永きに渡って使われていることになります。

BRACKET本体はSPC270Cで厚みは0.7mm

M6の溶接ナットも四角ナットですので

当社のレベルでは最も安価な部類のナットになります。

仮にこの部品がVA（今はVEって言うらしいですが・・・）の検討会に出ていたら

どんな案が出るでしょう？

「貴方ならこの部品、どうやってVAしますか？」

展示会会場でお客様に伺うと

大抵は「うーん・・・」と考え込んでしまわれます（笑）

そりゃぁそうです。

材質も最も安価な材料ですし、厚みもかなり薄い

ナットも、呼びを変える訳には行かないとすれば

ここからコストを削りとるのは至難の業に思われます。

まぁ、検討会では

「この部品はもうコストは下げられないね・・・パス！」 

というパターンになるのがオチでしょう。

そうでもなければ20年以上経った今でも

この状態のまま生産されているはずがありません（笑）

しかし！

こんなに使い古された汎用部品であっても

未だドラスティックなＶＡを達成できる可能性は

十分過ぎるほど秘められている

と言ったら信じられますか？

「貴方ならこの部品、どうやってVAしますか？」

当社が考える方法のヒントは

次回の【中編】にもったいぶって続きます♪

開発期間短縮率－９７％！！などという数字は

元々の開発期間に対したったの３％の期間で成果を上げたことを意味し

まるで信憑性が無いインチキに聞こえますが（笑）

実際にこうした成果を出すことは可能です。

ただ、従来的な手法では実現は困難でしょう。

肝は如何にしてコミュニケーションロスを無くすか？に尽きると思います。

弊社はプレス屋ですので

従来はお客様から頂いた設計データが最初のインプットでしたが

ここからスタートしていたら先述のようなドラスティックな効果は期待できません。

今やプレス部品も弊社のようなサプライヤーが受託設計する時代ですので

先ずは、生産技術を担当する側が設計を請け負うのが前提です。

それでも通常のワークフローを考えますと

先ず、設計データができてそれから解析へと進みますが

ここで、設計した張本人が解析をする・・・という環境が実現できるのが理想です。

自分で設計した結果を解析すれば、どこが、どう良いのか悪いのか？

とても深く理解できるでしょう。

さらに、生産技術的な努力でカバーするのが良いか？

或いはいっそ設計を直してしまった方が良いか？

という選択ができます。

抜本解決を図るなら後者の方が賢明ですが、元々同一人物がやっているのであれば

単に自分で直せば良いだけです。

また、このような仕組みでは、設計部隊から解析部隊へ解析を依頼したり

解析部隊から設計部隊へ解析結果を報告し

さらにその結果を持ち寄ってカイゼン方法を打ち合わせる

といったイベントは全て不要となります。

もちろん技術者のレベルが習熟していない場合は

多人数で揉んだ方が良い場合が少なくありませんが

ベテランなら任せておけば勝手に良いものができてしまいます。

それも驚くほど短期間に。

ここでコミュニケーションによるロスを考えてみましょう。

依頼書のような媒体を使って仕事を回す場合

書類に自分の意思を一体どれだけ忠実に反映して書けるでしょう？

私なんてこういうのはまるでダメですねぇ・・・

伝えたいことの半分も書けているでしょうか？

その自信もありません。

仮に、ものすごく文才があって伝えたいことの７０％を書けたとしましょう。

今度は受け取る側です。

相手の書いた文章を読んで、どれだけ意図がくみ取れるでしょう？

私はこれも苦手です。

よほどの文才がある人が書いたものでも依頼書のような箇条書きの内容から

相手の意図を忠実に読み取ることなどできません。

これまた仮に書かれている意図の７０％を読みとれたとしましょう。

さて、依頼先へはどの程度伝わったでしょう？

７０％ ｘ　７０％　ですから・・・＝４９％！

なんと！たったの半分にも満たないレベルにしか伝わっていないことになります。

ですが、これは相当優秀な技術者同士が理想的なコミュニケーションをした場合

ですから

実際には、これよりずーっと低いレベルでしか意思疎通はできませんし

さらに、たった１度の情報伝達でこのレベルですから

これが組織を介して、２度、３度・・・と伝達回数が増える度に

当初の意図は全く伝わらないような値になっていってしまいます。

ですが、こういうやり方が普通ですよね？

例えば６０％ずつ４回伝達したとすれば

６０％ ｘ ６０％ ｘ ６０％ ｘ ６０％ ＝ １３％・・・

恐ろしい低さです・・・

さて、冒頭の開発期間短縮率－９７％の場合はどうでしょう？

初期検討

設計

金型構想

解析

試作

検査

これらをもし同一人物が一貫してできたとしたら・・・

でも、出来るんですねぇ♪（笑）

各工程間では意思疎通は不要になりますし（なんせ同一人物ですから）

更に、工程間では行ったり、戻ったりと結果のフィードバックも含め

ループを何度でも繰り返し行うことができます。

しかも依頼書を書く手間も要りません。

まぁ、こういう手法をやると気付くのは

何はともあれ最上流の設計品質が良く無いことには

下流工程が苦労する羽目になり

品質、コスト共にロクなことにならないってことになり

どれだけ設計にフィードバックできるか？という時間との勝負になるのですが

なんせ、開発期間は－９７％も短縮できているわけですから

実際には通常の設計変更数十回分を織り込んだものが

イニシャル設計データとしてアウトプットできることになります。

このような事例を実現するためには

技術者も技能者同様多能化することが重要になります。

最低でも自分の前と後ろの工程

翌を言えば一環して開発から量産までをできるのが理想です。

昔はそんなことは夢物語だったかも知れませんが

現代のデジタルツールは素人でも即日セミプロ級になることができ

こうした事例が可能となるのです。

逆に、最大の阻害要因は組織だったりＩＳＯに代表される規格である場合がほとんどです。

業務をセクション毎に分割してしまっているため

ワークフロー通りにやろうとすると立ち行かなくなるのです。

しかし・・・

ものは考えようで規格の方を同一人物が全部やる！と書きかえる手もあります。

書いてある通りにやれば良いだけの話ですから（笑）

問題は、どのようにして記録を残すか？ですね。

個人の資産にしてしまってはダメで

皆がこうした成果を出せるようにせねばなりません。

でも－９７％も短縮できているのですから

そのくらいはマニュアル化など書類作成をしたりする時間は

余裕で捻出できるでしょう。

当社がこのような成果を上げられるのは

私の部署が規格の管理外だからですけどね♪

開発の仕事にルーチンワークなんてありませんから（笑）

現代は自動車における設計のほとんど全てが3D設計になりました。

複雑な曲面を持った製品設計も、近接部品から面をオフセットするだけで、簡単に造形できるようになってきました。最近の設計には、非常に複雑な面構成のものも少なくありませんが、先述のようなツールの進化がこれを支えています。

一方で、一定以上のクリアランスを確保するときなど、このオフセットした面を使うのは大変便利な反面、実際には単純化できるはずのものを、複雑にしているという点があることも否めません。

私などは、元々手で図面を描いていた世代の生き残りですので、大昔は曲面のオフセットなどは大変な作業でした。できればやりたくありませんでしたね（笑）

例えば下の画にある製品

燃料タンク下にある遮熱板ですが、上に燃料タンク、下にはエキゾーストパイプ（排気管）と、後輪に動力を伝達するプロペラシャフトが通りますので、上下の部品の隙間を縫って設計せねばなりません。

よく見られるのは、燃料タンク下面をそっくりオフセットした設計です。

一定クリアランスを取らねばならないわけですから、もっとも手っとり早い方法だと言えます。

ただ、金属プレスにしろ、樹脂ブロー成形にしろ、燃料タンクは燃料タンクを作るために最適化された設計ですから、こいつの面を一定オフセットした面が、遮熱板にとってベターか？と言われれば、必ずしもそうではありません。

また、燃料タンク面をオフセットする理由として、燃料タンク自体が下のエキゾーストやプロペラシャフトを逃げているため、この形状が“正”である。という思い込みが起きやすい点が挙げられますが、実際には“正”とは限りません。

遮熱板はプレスで作る訳ですし、製法が全く違うわけですから、最適な形状にだって相違があって然るべきです。

燃料タンク面のオフセット・・・という呪縛から逃れて、一歩下がって客観的に考えてみましょう。

上のタンク、下のエキゾースト＆プロペラシャフトの間に存在する僅かな隙間・・・

そこが与えられた設計スペースです。

非常にタイトな隙間で、一見すると自由に設計するスペースは存在しないように思われますが、よくよく検討してみれば、僅かではあってもそこにはある程度の体積を持ったスペースが必ず存在するものです。

その僅かなスペースの中で、機能を満足しながら、最も楽に成形できる“カタチ”を求めて行くことになるわけですが、残されたスペースも一見するとほとんど燃料タンクに沿った形に見えますので、オフセット面を使いたくなってしまいます。

しかし、オフセット面のような曲面でないと設計スペースに納められないか？というと、そんなことはありません。

例えば下の画の部品。

私が設計した遮熱板ですが、複雑な曲面で構成されているように見えますね。

ですが、この部品。

一部、エキゾーストパイプにそったシリンダー面はありますが、その他は全て“平面”を基準に構成されているといったら、信じて頂けるでしょうか？

基本形状は、パッキパキの平面で構成されており、単純にそれら平面の間にＲフィレットをかけただけのシンプルな形状です。

また、その際かけたＲフィレットもＲ５０とか、Ｒ１００とか・・・切れの良い寸法にしてあります。

これがオフセット面だとＲ６３．９３６・・・などと、中途半端な寸法になるものですが、そういうことはしません。

この製品の場合、全くの白紙から３車種共用にするため、それぞれの車種の条件から決められたスペースの中で、形状設計をするのに３日で完了しています。毎日定時退社ですので８ｈｘ３日＝２４ｈですね♪

まぁ、過去に類似部品を設計していたこともありますが、これだけ短時間に設計できるのも、基本形状を複雑にせず単純平面で構成していることが影響していることは間違いありません。

複雑な製品形状を見ると、さぞ検討段階で練り込まれたのだろう・・・と思うことがありますが、必ずしもそうとは限りません。

案外、熟慮した設計ほど、シンプルな形状に回帰して行くものです。

既存設計のオフセットなど、現代のツールが持つ機能を発揮するのは良いのですが、逆に言えば、もっと単純で良いものを複雑にしてしまっている・・・と言えなくもありません。

シンプル・イズ・ベスト！

使い古された言葉ですが、設計の妙がこの言葉に全て表わされているような気がします。

また、こうした手法が使えるのは、恐らく私が図面を手で描いていた世代だから・・・ということも大きく影響していると思います。

だって、コンパスや、三角定規、Ｒ定規しか無いような製図道具で、中途半端なＲのオフセット曲面なんて描けませんもんね？（笑）

デジタルなやり方がアナログ的な手法より優れているか？と言えば、そうでも無いことも少なく無いのではないでしょうか？

“軽量”&“高剛性”のエンボス加工材に
用途に応じた素材をラミネート

「ハニカム・エンボス複層コンポジット材」で
コストを抑え、“軽量”＆“高剛性”＆“高機能”を実現

多様化する現代の市場要求を、単一素材で全て解決することは現実的には不可能です。解決には様々な素材から構成される“複合材料”を使うことが多いと思いますが、従来の複合材料は積層接着されたものが大半であり、大がかりな設備と接着剤に関する専門的な知識が必要であり、原則的には材料メーカーから購入しなければなりませんでした。

従来の複合材料加工にくらべ

◆ （材料・加工などの）既存プレス技術を応用して、プレスメーカーが自社で生産することが可能です。

◆ 独自のハニカム・エンボス加工により、高剛性を保ったまま、軽量かつ薄板を実現します！
 

【メリット・特長】

• TOX^®によるカシメ（機械的）接合
  接着剤を使わず有害物質を含まないため、環境に優しい。
  リベット等、副資材が不要
  下穴等の予加工が不要
  順送プレスによる連続生産可能
  2～4の多層化も可能
  
  
• 独自の「ハニカム・エンボス」加工により、“軽量”かつ“高剛性”を実現。
  同等の剛性を保ったまま、約30％もの薄板・軽量化が可能
  ※エンボスの無い平らな材料も製作できます。
  
  
• 母材・ラミネート材の組み合わせは自由！
  スチール、アルミのほか様々な金属を接合可能。
  遮熱、遮音、振動抑制、耐貫通性etc.ラミネート素材として用途に応じた組み合わせを自由に選択可能。
  
  
• 組合せ方を工夫することで、異種金属接合もできる！
  絶縁層をラミネー或いは塗装した板材を使用することで、電気的腐食の問題を解決し、移植金属接合も可能。
  

【事例】　自動車用樹脂燃料タンク耐火カバー　

　　　　　2150ｇ　アルミメッキ鋼板　0.5mm

　　　　　　　↓　　ハニカム・エンボス加工のコンポジット材で、
　　　　　　　↓　　65％の“軽量化”と“耐火性能”両立に成功！

　　　　　　750ｇ　アルミ　0.25mm
　　　　　　　　 　ポリイミド　0.025mm
　　　　　　　　　 アルミ　0.25mm

※使用材料、断熱性能評価などの詳しい内容は、以下資料ダウンロードのでお確かめください。

▼資料ダウンロードはこちらから▼

• 複層エンボス.pdf(2263270Bytes) ダウンロード