造粒機用フィルターケーシング部材の板厚設計課題

はじめに：製造業の板厚設計、その見落としがちな重要性

造粒機用フィルターケーシング部材の板厚設計における課題は、製造現場のみならず、調達購買、生産管理、品質管理などあらゆる部門にとって無視できないテーマです。

製造業の現場では、長年染み付いた「これまで通り」「前任者のやり方を踏襲」という昭和的なアナログ文化がいまだに根強く残っています。

しかし現代では、コスト・品質・納期どれも妥協できず、しかもグローバルな競争環境下で常に最適解を追求しなければなりません。

ここでは私が20年以上培った現場でのリアルな経験・知見をもとに、造粒機用フィルターケーシング部材の板厚設計の課題と、その解決への現実的アプローチを深掘りしていきます。

サプライヤーの方やバイヤー志望の方も、「バイヤーが何に悩み、現場が何を求めているのか？」という観点でぜひご一読ください。

造粒機用フィルターケーシングとは何か、その役割と重要性

造粒機のプロセスとフィルターケーシングの役割

造粒機とは、粉末状の材料や湿潤した材料を粒状（ペレット状）にする装置です。

製薬、食品、化学、金属など幅広い用途があり、その中で「フィルターケーシング部材」は、材料が造粒される過程で異物や不要な粒子をろ過し、規定サイズの製品だけを通す役目を担います。

この部材は高い耐圧性・耐食性・衛生性・耐久性が求められ、時には製品の歩留まりや品質安定化の肝ともなります。

板厚設計の責任範囲

フィルターケーシング部材の板厚は、過度な薄肉化による破損リスク、または過剰な厚肉化によるコスト増大に直結しやすい領域です。

更に、重量増による据付作業の難化、生産ライン自体への負荷等、現場のあらゆる課題に波及します。

現場と調達購買の板厚設計に関わる板挟み状況

現場の本音：保守的な安全マージン文化

多くの現場技術者や設計者は、「安全のために余裕を見たい」という意識から板厚を厚めに見積もる傾向があります。

例えば「前工程の圧力がやや変動しがちだから、一応1mm余裕を持たせよう」「溶接熱による歪みが心配だから通常より厚く…」といった、曖昧な“経験則”が根拠となることもしばしばです。

この文化背景には、過去の突発トラブルによる損害への畏怖や、「図面通り作ったのに壊れた」と責任追及される懸念が影響しています。

購買部門の苦悩：コスト削減と仕様合理化の狭間で

一方、調達購買部門は、サプライヤーとのコスト交渉、社内設計部門との合理化提案を同時に求められる立場です。

「他社はもっと薄い板厚で納入しているのになぜ当社は分厚いのか？」
「材料費や加工費が高く据え置きになってしまい、調達部門の目標原価を割れない」
といった、経営通達的プレッシャーも強まってきています。

このような板挟みも、現代の製造業現場でよく見られる実態です。

板厚設計の基本的な考え方と、現場実務での落とし穴

板厚設計の理論的アプローチ

板厚設計においては、「設計圧力」や「腐食許容量」、使用材料の「機械的性質」、さらに「溶接部の強度低下率」などの基礎データをもとに、規格（JIS、ISOなど）や各社の設計基準に則って算出するのが一般的です。

例えば、シンプルな円筒ケーシングであれば、次のような式で下限板厚が導かれます。

　板厚 = （設計圧力 × 内径）/ （2 × 材料許容応力 × 設計係数） + 腐食余裕

設計係数や腐食余裕などは、使う業界や製品仕様、用途ごとに定められています。

現場での問題点と、“余分見積り”の実態

しかし、現場では設計値がそのまま守られず、次のような“余分見積り”が横行するケースがよくあります。

・過去のトラブルへのトラウマから、「万が一」を前提に板厚を0.5～1.0mm多めに設定
・設備据付時に「歪みやすい」と評判が広まり、根拠の希薄な肉厚仕様がいつのまにか標準化
・カスタマイズ要求が逐一反映され、標準化・共通化が図られず設計が複雑化

これらは製造コストのみならず、リードタイム延長や部品の在庫負担など、経営リソース全体に波及する問題となりがちです。

最適板厚設計のための実践的アプローチ

根拠ある数値管理：現場データ活用と設計根拠の明文化

最も重要なのは、「なぜこの板厚なのか」を定量的に説明できることです。

最近でこそIoTやデジタルツールの普及により、設備稼働データ、圧力履歴、溶接歪みの実測値など現場の客観データが蓄積しやすくなっています。

これらを活用し、

・実際に圧力が基準を超えた頻度
・腐食進行度合いの実測値
・溶接ワレ等の発生状況

といった“現場証拠”をもとに、設計値を見直すことが有効です。

特にアナログ文化が根付く現場でも、IoT対応のセンサーデータや履歴管理システム導入は、老舗工場だからこそ実施する価値があります。

“最適安全率”の設定と設計標準化の推進

現状の設計標準を一度“棚卸し”し、あいまいな安全率加算部分を洗い出すことも記事テーマにおけるもう一つのポイントです。

標準化推進部などが主導し、「設計マージンは何％」「腐食余裕は何mm」など基準を整理し直します。

さらに、“バイヤーとのコミュニケーション強化”により、サプライヤーからも「なぜこの板厚なのか？」と現場実態を根拠に問題提起を行うことが全体最適化に結び付きます。

コストダウンだけでない「総合最適化」の視点

設計板厚の見直し＝コストダウンという単純な公式だけでは現場はついてきません。

例えば、

・板厚が薄くなり、組付け品質が安定せず再作業が発生した
・設備稼働中に大きな損傷が生じ、結果的にライン停止コストが膨大となった

といった、板厚シミュレーションの“出口設計”も重要です。

「コスト削減」と「信頼性」「作業性」「メンテ性」のバランスの中で、最適な一手を見つけてゆくことが求められます。

バイヤー視点、サプライヤーとの協業ポイント

バイヤーの目線：調達担当は「全体最適のファシリテーター」になれ

単なる単価交渉役ではなく、「サプライヤーや現場を巻き込んだ全体最適実現の仕掛け人」としての役割が重要です。

例えば、

・板厚変更が原価にどれほど影響するか、材料相場や歩留まりまで踏み込み分析し提案
・エンジニアや現場作業者と対話し、現実のトラブルやニーズを可視化

数字だけではない現場目線の情報を盛り込んだ提案を社内外に展開できる調達担当者は、現場と経営陣双方に“頼られる存在”になります。

サプライヤーはバイヤーの意図を読む―ビジネスパートナー化への道

「なぜこの板厚にこだわるのか？」
バイヤーの裏に隠された課題や業界動向にアンテナを張り、「こちらで独自の試験を行った上で、より薄い板厚を提案する」といった能動的アプローチをすれば、価格競争に留まらない差別化が可能となります。

サプライヤーこそ、他社現場の“ベンチマーク情報”を携えて、板厚見直しによる工期短縮・コスト削減事例などを自ら前傾姿勢で持ち込むことで、信頼と取引拡大の土壌が築けます。

今後の業界動向と板厚設計トレンド

デジタル化の波とシミュレーション技術の進展

今後、CAE（Computer Aided Engineering）やAIシミュレータを活用した「最適板厚の自動設計」が加速していくと考えられます。

さらに、サステナブル経営やカーボンニュートラルの流れからも、無駄な資源を削減する設計最適化（＝板厚の適正化）は不可避の流れです。

部品標準化とプラットフォーム化の重要性

板厚設計を単品単品で都度最適化する時代から、複数機種にわたる“共通部材化”への移行もトレンドの一つです。

例えば、「今年から新規設備はすべてt2.5mm、材質はSUS304基本」など、標準化で調達量やリードタイム短縮が行われます。

この際、現場・設計・調達が一体で検証し、現実トラブルによる標準化失敗を回避することがポイントです。

まとめ：造粒機用フィルターケーシング部材の板厚設計課題は“全体最適”の出発点

造粒機用フィルターケーシング部材の板厚設計は、「たかが板厚、されど板厚」です。

その背景には現場の保守的文化、購買部門の経済圧力、そして最適化と標準化への新しい潮流があります。

今改めて必要なのは、根拠あるデータ活用、現場と設計・調達・サプライヤーの垣根を超えた「全体最適への協業姿勢」、そして“安全を前提とした最小限の設計”です。

アナログ業界こそが変革の主役となり、脱・昭和の新しい設計哲学を皆さんとともに追求していきましょう。