蕗ちゃんの道草日記

製造業
3Dプリンターの造形技術は高精細になってきており、航空機や自動車の部品製造にも採用されています。また、ロボットパーツの試作品としても3Dプリンターが活用され始めています。

従来であれば、パーツを分類して造形する必要がありましたが、機能性を損なうことなく、一度の造形で製造が可能になり、3Dプリンターを導入する企業が増えています。


医療分野
新型コロナウイルスの感染拡大に伴い、3Dプリンターを活用した医療物資の支援が行われました。3Dプリンターのノウハウを活かして、防護具のフェイスシールドを製造したジャパン・メディカル・カンパニーは6,000個のフェイスシールドを医療機関に届けました。

また、マスクや人工呼吸器の3Dプリンター用データが無償で配布されるなど、医療物資支援活動の動きが出ています。


アパレル業界
アパレル業界でも、大手グローバルブランドを中心に3Dプリンターが導入され始めています。サンプルの造形をはじめ、量産に至るまでの期間を半分程度に短縮することを可能にしました。機会損失を減らしたり、生産過剰による廃棄を抑えたりとイメージアップにも貢献しています。

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ブラシ付きDCモータとブラシレスDCモータでは、基本構造の違いによる形状、寸法的な設計の自由度、これに密接に関連するモータ特性の選択の幅、 電気的、機械的なノイズおよび放熱性に相違点があります。 さらに、ブラシレスDCモータは消耗部品がないため、長寿命で安定した回転性能を発揮することが可能です。

基本構造の違いによる設計の自由度
ブラシ付きDCモータでは基本円筒形で細長い形状となりますが、ブラシレスDCモータでは径方向を大きくした扁平型形状の選択が可能です。モータ本体部分の薄型化が可能となり搭載する実機の薄型化、省スペース化に貢献します。

モータ特性の選択の幅
ブラシレスDCモータでは求められる性能に応じた駆動、制御回路が準備できるため、ブラシ付きDCモータに比べて幅広い特性を実現することができます。回転数、トルクの制御範囲がブラシ付きDCモータに比べて格段に広がります。

電気的、機械的なノイズ
ブラシ付きDCモータは、コミュテータとブラシが通電する瞬間にスパークが発生することで電気的ノイズが発生します。しかし、ブラシレスDCモータではブラシ、コミュテータという電気的、機械的な摺動部分がないためスパークによる電気ノイズ、両者の摩擦による機械的ノイズがありません。外部電子機器への電波障害、搭載実機への騒音、振動影響をきわめて小さく抑えることができます。

放熱性
ブラシ付きDCモータとブラシレスDCモータでは構造上の違いがあります。この違いが放熱性に違いを持たせています。ブラシ付きDCモータでは発熱するコイル（ロータ）が回転する構造が基本であり、それを外周からマグネットやケースが取り囲む構造になっているため、放熱性に優れるとはいえません。

一方ブラシレスDCモータでは発熱するステータ（固定子）が回転子(ロータ)の外側にあるかステータの周りをロータが回転するかの2つの構造が選べます。どちらも空気に触れる面積はブラシ付きDCモータに比べて大きいためブラシレスDCモータの方が放熱性では優れています。

家電や業務用・産業用製品にブラシレスDCモータが利用されている
ブラシレスDCモータは、効率に優れ、ノイズの発生も少ないというメリットを活かして、最近では、電気製品や精密機器などの分野にまで使用されるようになりました。

家電では、冷蔵庫や洗濯機、エアコン、扇風機、家庭用給湯器など、業務用機器では事務機器、産業機器、医療機器などに使用されています。

また、わたしたちの身近にあるパソコンやDVDなどに用いられるHDDやPCの光学式ドライブ、ブルーレイレコーダなどの精密機器の働きの要ともいえることに、ディスクの回転があります。この回転を司るパーツとしてブラシレスDCモータが使用されています。

家電や精密機器以上に車載分野では、ブラシレスDCモータを使用したさまざまな装置が開発されています。

電動パワーステアリング用DCモータ
シート空調用送風モータ
HVAC（車載メインエアコン）送風モータ
上記はDCモータを使用したパーツの一部ですが、快適性能、安全性能の向上にブラシレスDCモータは欠かせないパーツとなっています。

「小・軽・静」三拍子そろったブラシレスDCモータ
ブラシレスDCモータは、コンパクトなサイズと軽さ、そして静音性に優れているため多方面で活躍の場が出てきます。「小・軽・静」三拍子揃ったブラシレスDCモータを使用することで、家電から精密機器、車載分野とさまざまな方面で半永久的な性能を保つ製品を作り上げることが可能となりました。

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業務用機械器具業界に産業用ロボットを導入することでできることは以下の3つです。

作業人員の削減
ハンドリングや組立における単調作業や、目視で行っている検査工程は産業用ロボットで省人化しやすい工程なので、作業人員を削減できます。

工場の人手不足が解消できるほか、コスト削減にもつながるでしょう。

生産性の向上
従来は作業者の人数によって限界が決まっていた生産性についても、産業用ロボットを導入することで向上が見込めます。

プログラム通りミスなく反復作業ができることと、24時間休まず動けることが生産性向上につながります。

従来は産業用ロボットによる代替が難しかった工程においても、技術の進歩によって代替が可能になりつつあります。

品質の安定化、歩留まり向上
単調作業を繰り返すことで生じるヒューマンエラーがなくなることと、検査工程も画像認識によって定量化することで、品質や歩留まりの向上が見込めます。

近年ではスキルやノウハウも産業用ロボットに学習させられるので、従来は熟練作業員にしかできなかった作業も自動化でき、作業員に依存しない品質の安定化にも貢献します。

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危険作業の代替
輸入用機械器具産業では鋳造・鍛造やプレス、バリ取り、溶接など、危険な工程が多く、怪我のリスクが懸念されていました。

これらの危険な工程や、前後のワーク搬送工程をロボットが代替することで、作業者を危険作業から隔離し、安全に作業できる環境が作れます。

品質向上
輸入用機械器具産業における加工・組立工程では、作業者の技術に依存して品質が変わることが多く、品質の安定が難しいことが問題となりがちです。

産業用ロボットは作業者の動きを学習して、技術を継承することが可能であり、またヒューマンエラーも生じないので、製品の品質向上が実現できます。

生産性向上
人手による作業では、24時間操業する際の人員の確保が難しいなど、生産性の向上に限界が生じることが多いです。

産業用ロボットに代替すると24時間365日安定した作業が実施でき、また急な生産数の変動にも対応できるため、生産性が向上します。

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生産ラインの省人化
電気機械器具産業の生産ラインでは、様々な工程でロボットの導入が進んでおり、大幅な省人化、無人化が実現できます。

工程間の搬送から、プレスや塗装、金属加工、はんだ付け、配線、組立、梱包まで対応し、製品の変更にも柔軟に対応できるので、少量多品種生産のラインにも使用可能です。

危険作業の無人化
電気機械器具産業の生産工程においては、塗装やプレス、金属加工など、危険を伴う作業が多々あります。

近年はフェイルセーフ機能も徹底されていますが、人為的ミスによる事故を100％防ぐのは難しいのが現状です。

そんな危険な作業を産業用ロボットに任せることで、事故を根本的に防げるようになります。

技術の継承
生産工程の中には、金属加工などコツやノウハウが必要で、熟練の技術者によって行われてきた工程があります。

しかし、熟練技術者の高齢化が進んでいることから、技術継承をどのように行い、品質を安定させるかが課題となっている企業は多いです。

近年では、AI搭載の産業用ロボットが熟練技術者の作業からノウハウを学び、忠実に再現する技術が進んでいます。

まだまだ発展途上ではありますが、将来的にはロボットが熟練の作業を行えるようになるでしょう。

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