濾過機用多孔板部材の穴加工精度と圧力損失

はじめに

濾過機は、製造業の現場で重要な役割を果たしています。
その中でも多孔板部材は、濾過プロセスの効率や品質を大きく左右します。
一般的には「穴が開いていればよい」と考えられがちですが、実際には、穴加工精度の違いが圧力損失や濾過効率、装置全体の寿命まで影響を与えています。

この記事では、現場で20年以上の経験を持つ立場から、多孔板部材の穴加工精度が圧力損失にどのような影響を及ぼすのか、またその背景にある昭和から抜け出せないアナログな業界風土や、バイヤー／サプライヤーの双方にとって抑えておきたいポイントについても掘り下げて解説します。
調達・購買、生産管理や品質管理の実務者にも活かせる「ここが現場で本当に困る・助かる」視点を盛り込んでいきます。

多孔板部材における穴加工精度の基礎

多孔板部材とは何か

多孔板とは、多数の穴が規則的または不規則に開けられた金属または樹脂等の板材を指します。
濾過機用としては、流体やガスを濾過するための支持層、または直接的な濾過媒介として利用されます。
代表的な材料はステンレス、アルミニウム、樹脂などです。

穴加工精度の要素

穴加工精度には、下記のような観点があります。

– 穴径の均一性（バラツキがないか）
– 穴位置の精度（設計通りのピッチ・規則性）
– バリや変形の有無
– 板厚方向の直角度、テーパーの有無

これらの精度が損なわれると、濾過時の流体の流れや圧力分布にムラが生じやすくなります。

なぜ精度が必要なのか

見た目が同じであっても、加工精度の良否は濾過性能やメンテナンス性、エネルギー効率といった運用段階で大きな差となって現れます。
後述する圧力損失にも直結し、「コストダウン狙いで精度を落としたが結果的に長期で損をした…」という実例も現場では多々見られます。

穴加工精度と圧力損失の関係性

圧力損失とは

圧力損失とは、流体が濾過機を通過する際に失われるエネルギー（圧力）のことです。
この損失が大きいほど、ポンプ等の動力が多く必要になり、装置全体のランニングコストが上がりやすくなります。
また、必要な濾過性能を維持しにくくトラブルの元にもなります。

穴径と圧力損失

穴の径は大き過ぎても小さ過ぎても問題です。
設計値通りの均一な穴径でなければ、局所的に流速が上がって圧力損失が大きくなります。

小さ過ぎる一部の穴では流体の通過が妨げられ、全体として設計流量を満たすために他の穴を通る流体速度が上昇し、トータルで圧力損失が高くなる傾向があります。

逆に、設計より大きめの穴が混在していると、濾過精度が下がる場合もあり、「粒子の捕捉率低下」など異物流出につながるリスクも生じます。

穴位置ピッチのバラツキと流体分布

穴位置ピッチにばらつきが出ると、流体の分布ムラが発生しやすくなります。
一部の穴に流れが集中し圧力損失が大きくなったり、全体負荷の偏りで部材の局所損傷や疲労破壊といった問題にもつながります。

バリ・変形の影響

薄板の穴加工でありがちな「バリ」や「押し出し変形」は、細かに見ると流速を乱し、局所的な抵抗を増大させます。
洗浄・メンテナンス不良や流体の乱流による濾過精度悪化の原因にもなり、総じて圧力損失を増加させる要因となります。

現場での課題と業界特有のアナログ慣習

「見た目重視」「価格重視」の落とし穴

多孔板部材の多くは、消耗品としてコスト削減対象になりがちです。
特に昭和から続くアナログな業界体質では「見積もり価格が安い」「とりあえず今まで通り」という理由で、精度や仕様書記載以上の詳細確認なしに発注される例が後を絶ちません。

結果、寸法公差外やバラツキの大きい多孔板が納入され、圧力損失が想定より大きくなり、運転・メンテでも余分なコストがかかる悪循環がみられます。

現場での測定・評価が疎かになりがち

本来、全数検査や実流テストで圧力損失評価を実施すべきですが、実際はサンプル測定や「現物納品後の現場任せ」になっているケースがほとんどです。
これもアナログ思考の悪しき慣習で、「問題が起こってからの追いかけ管理」となり、トラブルの元になります。

デジタル技術普及の壁

近年はCNCやレーザー加工など高精度な穴加工技術も普及しています。
しかし、昭和以来の「手作業やパンチングプレス一択」の工場も根強く残っており、バリや変形、精度バラツキが減らない背景となっています。
また、データベース化やトレーサビリティ管理も不十分で、設計通りの性能保証が弱い現状も見逃せません。

調達・購買バイヤーの目線

価格だけで決めるリスク

調達購買担当者としては「コスト削減」が至上命題になりがちです。
しかし、穴加工精度の低下＝運用後の圧力損失増大は、結果として莫大な損失を生むことも多いです。

– エネルギーコスト増
– 装置交換・メンテナンス費増
– 製品品質の低下による顧客クレーム発生

つまり、単なる部品単価だけでなく「全体最適」「TCO（Total Cost of Ownership）」で調達基準を見直すことが不可欠です。

サプライヤー選定の新指標

サプライヤーを選定する際は、以下を明確に評価項目に入れて差別化する工夫が重要です。

– 穴加工精度の管理実績（測定データ開示をもとに評価）
– バリ取りや洗浄などの2次加工品質
– ロット間・ロット内バラツキ管理の水準
– 圧力損失のシミュレーションや検証サポート提案の有無

これを事前に打ち出すことで、単なる「安いから」という理由での失敗調達を減らせます。

バイヤーに期待される「現場連携」

バイヤーは、設計・生産・品質部門など現場部門と密に連携すべきです。
実際に装置を使う現場の声や「どこに問題が出やすいか」「どの部分でコストダウンが成立するか」といったリアルな知見を活かすことで、本当に価値ある調達が実現します。

サプライヤーの立場から意識すべきこと

現場バイヤーの本音を知る

バイヤーは「とにかく安く！」ばかりではなく、実は「現場で厄介なトラブルを起こさないでほしい」が本音です。
圧力損失や精度バラツキといった技術的説明を積極的に行い、「単価の安さで妥協するとトラブルが増える」事例や測定データを武器に、値段以外の提案力を高める必要があります。

デジタル化・自動化・見える化の推進

昭和的な手作業から脱却し、CNC、レーザー加工、画像測定などの自動化・デジタル技術を導入することが差別化のカギです。
仮に従来よりコストアップしても、「圧力損失低減＝ランニングコスト削減」という価値訴求が筋の通った営業材料となります。

トレーサビリティと安心のセット販売

単なる部品納入ではなく、品質管理記録や圧力損失シミュレーション結果、検査データをセットで納入することで、バイヤーの「他部門説得材料」を提供する戦略も有効です。
信頼できるサプライヤーとしてパートナーシップを構築しやすくなります。

現場から見る今後の「多孔板サプライチェーン」への提言

デジタル化・品質保証の強化を

今後は現場目線で「誰もが再現可能」かつ「客観的に品質が分かる」サプライチェーン作りが不可避です。
さらに、IoTや生産設備の自動モニタリングなど次代のデジタル化も着実に進めることで、人手頼み・勘頼みから脱却し、社会全体としての競争力向上に直結します。

設計・品質・調達・生産の垣根越え

設計者、品質管理者、現場作業者、バイヤー、それぞれが独立に判断している限り、全体最適は達成できません。
多孔板部材の穴加工精度・圧力損失といった品質特性を「事前に共有し、最終製品価値から逆算して設計・調達する」一気通貫のマネジメントが業界全体の発展には不可欠です。

まとめ

濾過機用多孔板部材の穴加工精度と圧力損失は、現場の運用コスト、エネルギー効率、製品品質に大きな影響を及ぼします。
昭和のアナログ的な慣習やコスト優先思考だけにとらわれず、デジタル技術や全体最適の思想を取り入れることで、より強靭なものづくりにつなげることができます。

バイヤー・サプライヤー・現場部門が一丸で現物を「見える化、数字化」し、「本質的な価値」を共有できる産業構造こそが、これからの製造業の時代を切り拓いていくものと考えます。

多孔板部材の調達や設計に関わるすべての現場エンジニア、バイヤー、サプライヤーの皆さまに、実践的な気付きや明日からの業務改善の一助になれば幸いです。