経験を積むほど、標準形状から外れなくなった｜設計28年、150点以上の部品設計で学んだこと
はじめに
樹脂部品の設計では、
基本肉厚や標準形状、標準公差などが決められています。
設計者にとって、
標準は制約に見えることがあります。
もっと自由に形状を作れば、
機能を満足できる。
独自の形状を使えば、
より良い設計ができる。
そう考えることもあります。
しかし私は、
28年間で150点以上の部品設計に携わる中で、
標準に対する見方が変わりました。
現在は、
最初から独自形状を考えるのではなく、
標準形状や標準公差の中で
成立させることを優先しています。
そう考えるようになった理由の一つが、
ガタを減らすために標準公差を変更したものの、
狙った嵌合フィーリングを得られなかった経験です。
標準形状や標準公差は、
設計者の自由を奪うものではありません。
過去の経験と検証から得られた、
安定して作るための基準です。
標準には、過去のトラブルへの対策が入っている
基本肉厚が決められている。
リブやボスの形状が決められている。
標準的な公差が決められている。
そこには、
それぞれ理由があります。
安定して成形できるか。
ヒケや反りを抑えられるか。
無理のない金型構造にできるか。
品質保証部門が、
寸法や機能を安定して確認できるか。
製造部門で、
問題なく組み付けられるか。
標準形状や標準公差は、
設計部門だけで決められたものではありません。
製造や品質で得られた知見。
過去に発生したトラブル。
量産で安定させるための条件。
そうした経験が、
標準には積み重ねられています。
標準の価値は、
図面に描かれた形や数値だけではありません。
その基準によって、防がれているトラブルにあります。
ガタを減らすために、
標準公差を変更した
ある部品の設計で、
嵌合部のガタが気になったことがあります。
そこで、
ガタを減らすために、
標準公差を変更しました。
自分が担当する部品だけを見れば、
公差を見直すことで、
ガタを抑えられるように思えました。
しかし、
嵌合は自分の部品だけで
決まるものではありません。
相手部品にも、
寸法のばらつきがあります。
自分の部品と相手部品の寸法が、
それぞれ公差のどの位置になるかによって、
嵌合状態は変わります。
一方の部品だけを見て
公差を変更した結果、
最悪条件で相手部品と組み合わさったときに、
狙った嵌合フィーリングになりませんでした。
ガタを減らすための変更だけでは、
相手部品との最悪条件で、
狙った効果を得られなかったのです。
そのため、
設計条件を見直す必要がありました。
一つの部品だけを良くしても、製品は良くならない
この経験から学んだのは、
一つの部品だけを見て
公差を決めてはいけないということです。
自分の部品では、
ガタが減っている。
寸法も、
決めた公差に入っている。
それだけでは、
製品として成立したとはいえません。
相手部品と組み合わせたときに、
必要な嵌合フィーリングを確保できるか。
最も緩くなる組み合わせでも、
問題がないか。
最も厳しくなる組み合わせでも、
無理なく組み付けられるか。
公差範囲の端同士が組み合わさる
最悪条件まで確認する必要があります。
公差を狭くすることや、
ガタを小さくすることが、
必ずしも良い設計になるとは限りません。
重要なのは、
一つの部品の数値を良くすることではありません。
相手部品と組み合わせた状態で、
必要な機能を安定して満たすことです。
標準から外れれば、
確認することも増える
標準形状や標準公差から外れること自体が、
悪いわけではありません。
製品の機能を満足するために、
独自形状や個別の公差が
必要になる場合もあります。
ただし、
標準から外れるということは、
図面上の形や数値を変更するだけではありません。
外注先で、
安定して成形できるのか。
金型構造が、
複雑にならないか。
品質保証部門が、
寸法や機能を確認できるのか。
製造部門で、
問題なく組み付けられるのか。
相手部品との最悪条件でも、
必要な機能を満たせるのか。
標準から外れた部分には、
新たな確認と判断が必要になります。
形状や公差を設定できることと、
量産品として成立することは別です。
まず、標準の中で成立させる
現在は、必要な機能を確認した上で、
まず標準形状や標準公差の範囲で
成立する構造を考えます。
標準のままでは、
本当に機能を満足できないのか。
周辺形状や配置を見直せば、
標準を使えないか。
相手部品との組み合わせを含めて、
最悪条件でも成立するか。
形状や公差を変更する前に、
他の方法がないかを考えます。
それでも成立しない場合に、
標準から外します。
そして、変更による影響を、
設計、製造、品質の視点から確認します。
標準を守ることが
目的ではありません。
標準から外れる理由を明確にし、
その影響に責任を持つことが重要です。
経験を積むほど、変える場所を絞れるようになる
経験を積むことは、
複雑な形状を作れるようになることだけではありません。
変える必要のある場所と、
変える必要のない場所を
見極められるようになることです。
標準で成立する部分には、
過度な工夫を加えない。
製品の価値に直結する部分へ、
設計者の時間と知恵を使う。
すべてを独自に設計するよりも、
その方が安定した製品につながります。
ガタを減らすために公差を変更しても、
相手部品との組み合わせによっては、
期待した改善効果を得られないこともあります。
自分の部品だけを良くするのではなく、
製品全体が成立する条件を見る。
その判断が、
量産での手戻りを防ぎます。
最後に
標準を使うのは、
考えていないからではない。
過去の失敗を、
もう一度繰り返さないためだ。
設計力とは、
形状や公差を自由に変える力ではない。
変える理由を明確にし、
その影響を製品全体で確認する力だ。
自分の部品だけを良くしても、
製品は良くならない。
