新しい素材のプラスチックがバルブシステムの品質を飛躍的に高めます。

「頑丈でコンパクトなエア機器は、ライフサイエンス分野でますます重要になってきています。」と、ドイツのラッツェンに拠点を置くAventics社で品質管理を担当しているダニエル・ゲーベルト氏は述べています。「医療分野では、電気的、機能的に高度に統合された低圧用途向けのソリューションへのニーズが次第に高まってきています。」ゲーベルト氏は、同社の豊富な製品ポートフォリオの一例として、透析装置のバルブシステムを挙げます。「このような用途には、締付精度とシステムへの高い信頼性が必要なので当社は、常に製品を改良する努力を継続しています。」

プラスチックを変更したことで、ねじの緩みが発生

Aventics社は、今後の製品開発においてシステムのベースプレートに新しいタイプのプラスチックを使用することを決定しました。しかし、プレシリーズ段階で、ネジ山への過負荷が数多く発生してしまいました。ダニエル・ゲーベルト氏は問題解決プロジェクトを開始しました。エンジニアリングチームはシステム全体を詳しく調べ、すぐに問題の原因を発見しました。これまで使用されていた空圧式ストレートナットランナが、ベースプレートの新しい素材には適していなかったのです。このタイプのツールは設計上、一定のトルク値かつ一定の速度でしか、ネジを締めることができません。「ツールの慣性力のために、セルフタッピングネジが締められたときに、ネジ山が痛んでしまっていました」と、ゲーベルト氏は述べています。新しいプラスチックは化学的観点から見ると適していたのですが、脆弱でもあったのです。それまで使用されていたプラスチック製コンポーネントは、新しいプラスチック製コンポーネントよりも厚く、頑丈で、強度が高いものでした。指定トルク値は 18 cNm（= 18 センチニュートンメートル、または数百ニュートンメートル = 0.18 Nm）という極めて低いのですが、この値を繰り返し超過しても損傷しませんでした。新しい素材への変更は、Aventics社が、安全な組立プロセスを確保することを視野に入れてそれまで使用されていた締付システムを見直すきっかけとなりました。

洗練された締付方式で素材に勝つ

直径0.93 mmのセルフタッピングねじはわずか4.5回転しか回りませんが、MicroTorqueスクリュードライバ（QMC41-50-HM4）は、この非常に短い間に3ステップの締付プロセスを完了します。ダニエル・ゲーベルト氏が、このプロセスを詳しく説明してくれます。「締付の最初のステップで、ドライバが速度を下げて回転し、ツールをTorx-T2ねじ頭に挿入します。この挿入ステップが完了すると、回転角度制御のステップに切り替わり、ねじ頭が素材表面に着座するまで500 rpmでねじが締められます。ねじが着座するとすぐに、回転速度は210 rpmにまでに減速し、トルク制御ステップになり、ターゲットトルク値18cNmまでねじが締められます。」MicroTorqueシステムは、すべてのステップで回転速度を自在に設定プログラムできるので、様々な締付用途に利用することができます。スクリュードライバとコントローラが発するLEDライトと音の信号により、作業者は、いつでも組立結果を確認することができます。その年の秋が終わるまでに、システムは何の問題もなく8万回の締付サイクルを行いました。

詳細な締付プロットで品質を監視

アトラスコプコが新たに開発したシステムの素晴らしさはこれだけではないと、ゲーベルト氏は強調します。「MicroTorqueコントローラは非常にコンパクトな設計となっており、そのグラフィック機能は、実に素晴らしいものです。普通のPCに接続するだけで、コントローラは詳細なグラフと締付プロットを印刷してくれます」グラフとプロットは明確で分かりやすく、締付プロットの分析を通じて締付作業を詳細に分析し、プロセスの各段階で起こっていることを正確に把握することができるようになりました。「これはエアツールではまったくできなかったことです」

締付プロットが供給されるコンポーネントの品質を示唆

作業者は人間工学から得られる利点を高く評価

記事：ヘイコ・ウェンケ