坪量制御アクチュエータ部材の故障事例

坪量制御アクチュエータ部材の故障事例

はじめに ～なぜ今「坪量制御アクチュエータ」なのか～

製造業、とりわけ紙・フィルム・シート成形などのラインでは、「坪量制御」が非常に重要なテーマとなっています。

生産効率の向上や原材料コスト低減が叫ばれる昨今、かつては「手感覚」で調整していたものも、今ではアクチュエータ等の自動化部品により、リアルタイムで精密な制御を実現しています。

しかしこのアクチュエータ自体も“万能”ではなく、現場では意外な故障や課題に直面することも少なくありません。

本記事では20年以上の現場経験をもとに、実際の「坪量制御アクチュエータ部材の故障事例」とその背景、対策について、業界の現実を分かりやすく解き明かします。

坪量制御アクチュエータの基礎知識

「坪量」とは何か、なぜ重要か

坪量とは、1㎡（もしくは1m×1m、1,000cm×1,000cm）の面積あたりの材料の重さを指します。

紙業界なら「g/m2」、シートやフィルムなら「μm単位での厚み」を換算して管理します。

歩留まりや品質均一化ひいてはコスト競争力を左右するため、”憎々しいほどの”重要指標だと言えるでしょう。

制御アクチュエータとは ～役割と種類～

坪量制御アクチュエータは、製造ライン上のロールやノズル、ゲートなどを微妙に動かし、原材料の流量やカット幅、厚みを調整します。

主な方式には以下があります。

・エアシリンダー式
・モータ式（サーボ、ステッピング）
・ソレノイド式（電磁駆動）

これらをPCS（プロセスコントロールシステム）やPLC（プログラマブルコントローラ）で管理しながら、連続的に材料性状を監視・校正しています。

坪量制御アクチュエータの「ありがち」な故障事例

事例①：モータ焼損による駆動不能

【状況】
坪量ばらつきのアラーム。監視カメラで見ると、一箇所のアクチュエータがピクリとも動かない。現場で確認したところ、内部温度が異常に高く、絶縁抵抗も低下していました。

【原因】
連続運転により内部発熱が蓄積。通常休止時間が見込まれるタイミングでもインターロックが解除されなかった。加えて冷却ファンのフィンに埃が詰まって放熱性が低下していました。

【対策】
１．定期休止アルゴリズムの組み込み
２．モータ周辺のダストシャッター設置・清掃のルール化
３．異常加熱を感知するサーモセンサ＆警報追加

このように“人的”な見逃しや評価ガイドライン未整備が重なり、想像以上のダメージとなることがあります。

事例②：ギヤ摩耗による空転・精度低下

【状況】
定期校正時にアクチュエータ一台の偏差のみ異常値。調査で、ギヤボックス内で摩耗した粉が堆積し、異音＆トルク伝達ロスが発覚。

【原因】
グリスアップ忘れ、また高負荷下で無理なサイクル運転が続いたことで、単一ギヤ部品が繰り返しダメージを受け続けた。

【対策】
１．グリスの選定見直し（耐圧・耐熱性UP）
２．毎月の「振動値モニタリング」導入
３．ギヤボックス交換周期の短縮

意外な盲点ですが、点検や給脂の手間が敬遠され、“少しくらいいいか”の意識が「致命の第１歩」となる事例です。

事例③：配線トラブル・断線トラブル

【状況】
ライン停止中に複数箇所の動作不良。現地確認の結果、コネクタ部の接触不良、あるいは可動部ケーブルの芯線断裂が判明しました。

【原因】
可動領域の広い設計だったため、ありがちな「ケーブルのねじれ」や、屈曲回数の多さによる導体疲労。
また静電気対策が不十分なことも多く、端子腐食・焼損も見られました。

【対策】
１．ケーブルガイドの設計強化と新規材質の採用
２．可動部配線の「限定化」例：フレキシブルケーブルの使用
３．静電気対策（アース、イオナイザ）の展開

昭和的な“とりあえず配線しておけばOK”意識は、IoT化・スマートファクトリー時代には通用しません。

なぜ故障が後を絶たないのか？業界の構造的要因

「すぐ元通り」に戻してしまう現場心理

現場では異常時、できるだけ生産ラインを止めず「応急対応」で済ませたがるバイアスが生まれやすいです。

トラブル発生→問題発見→テープやバンドで仮押さえ&生産再開→本質的な根治は先送り、というループは根強く見られます。

この対応では根本対策が放置され、次の大きなトラブルへとつながるリスクが高まります。

設備老朽化とアナログ固定観念

導入から数十年経過した設備もざらにある中、メカ部品やアクチュエータも「設計寿命」を超えて酷使されがちです。

デジタル化・センサの導入が遅れることで、「人が動きや音で判断」「ベテランのカン頼み」となり、その判断基準自体が個々に依存します。

このため、トラブルが起きても「いつものこと」「様子を見ていれば直る」といった風潮が蔓延し、次世代人材の育成やナレッジ共有も停滞します。

部材調達・保守パーツ管理の難しさ

アクチュエータ関連部材や交換パーツがメーカー供給終了になっている場合も多く、「流用・再生」で延命を図る現場も珍しくありません。

新旧部材の相互互換が十分検証されず、「とりあえず合うから使う」動きがときに重大な事故や品不良に繋がります。

また、サプライヤー側からすると、バイヤーが実運用現場の細かいニーズや現場対応を見落として商談を進めることになり、納品後のクレーム増加につながりやすいのです。

“現場×デジタル”で起こすパラダイムシフト

デジタルツイン・AIによる予兆管理

生産設備のデジタルツイン活用が普及することで、各アクチュエータの挙動、振動データ、温度、運動量などをリアルタイム監視し、異常予兆検知や保全計画立案が一層容易になっています。

従来の「定期点検だけ」ではなく、「異常値の先読み」や、「遠隔からのコマンド介入」も一般化するでしょう。

現場でしか拾えなかった“現場感覚”を、データ化して新たなメンテナンス文化を築くことが求められています。

バイヤー、サプライヤー、現場の三方よし実現に向けて

バイヤーが調達段階で“現場の声”を積極的に聞き、サプライヤーやパートナーとも連携して設計・仕様を詰めることが、故障リスク低減の一丁目一番地です。

アフターサービスやメンテナンス情報も含めて、透明性高くナレッジ共有し、「一時しのぎ」から「将来を見据えた投資」へパラダイム転換することが不可欠です。

サプライヤー側も“単なるモノ売り”ではなく、「付加価値サービス提供」、「現場利用情報のフィードバック収集」に挑んでいくことで、真の差別化とロイヤルティ向上につながります。

まとめ ～これからの製造現場に求められるもの～

坪量制御アクチュエータ部材の故障は、個別対応に陥るほど“次のトラブル”を呼び寄せます。

現場力、デジタルの融合による「先回り型」予知保全、そして設備老朽化や保守部品の課題に対しては、包み隠さず「弱点」も開示し、組織を越えた知の共有が重要となります。

バイヤーは選定段階から現場目線を持ち、サプライヤーと一体になった課題解決型アプローチを模索することで、持続可能な生産現場強化に貢献できます。

昭和の“作業美学”も大切ですが、令和の“連携知”こそが、製造業の進化の鍵となることを最後に強調して締めくくります。