計測センサー部材の汚れが制御精度を落とす背景

はじめに：計測センサーの重要性と汚れの課題

製造業の現場では、工程の自動化や高精度な生産管理が進む中で、計測センサーの役割がますます重要になっています。

生産ラインの各所に設置された温度、圧力、流量、位置などの各種センサーは、安定生産と品質保証の要です。

しかし、実際の現場では「センサーの精度が思うように出ない」「測定値が不安定」「異常検知の誤発報が多発する」という現象があとを絶ちません。

その多くは、センサー感部または関連部材の“汚れ”が起点になっていることをご存じでしょうか。

本記事では、昭和時代からの伝統を色濃く残す現場の慣習や構造的問題、サプライヤー・バイヤーの狭間で見落とされがちな汚染源と対応策について、現場目線で深く掘り下げます。

計測センサーの“汚れ”とは何か？

汚れの種類と発生源

計測センサーにおける“汚れ”とは、測定器本体や感知部（測定子）・配線部材に付着あるいは堆積したあらゆる異物を指します。

主なものは、以下の通りです。

・油分や切粉、ゴミ（金属・樹脂加工現場）
・粉塵（セラミック・化学・食品・製紙）
・液体の飛散物（インク、薬品、洗浄液）
・付着した樹脂やコーキング剤
・経年による酸化膜や腐食物
・人の手汗や絶縁テープの粘着剤など

発生源は、大きく「生産プロセスそのものによる汚染」と「メンテナンス作業や部材管理時の二次汚染」に分かれます。

なぜセンサーの汚れが制御に直結するのか

計測センサーはごく微小なアナログ信号や信号波形の変化を読み取り、それを電気信号やデジタル情報に変換してPLCや制御装置に入力しています。

感部に物理的な異物が付着すると、次のような現象を招きます。

・温度、圧力、流量などの『検知遅れ』『値のぶれ』『誤差増大』
・非接触型（光電・超音波・静電容量）センサーの“感度劣化”“誤判定”
・密着/漏洩によるアース不良や信号減衰（現場配線部）
・付着物によるセンサーのハウジング腐食 → 絶縁性低下 → 誤作動

現場では「センサーの性能や耐久性の問題」と片付けられ、新設・高級品への置き換えや頻繁な交換がなされがちですが、実は“汚れの物理的除去”だけで劇的に改善するケースが意外にも多いです。

アナログ文化が根付く現場と汚れ問題の深層

伝統的な現場管理の限界

日本の製造業、特に昭和時代から事業を続ける工場では、“ベテランの勘と経験”“目視点検がすべて”という文化が根強く残っています。

「センサーなんて消耗品」「おかしくなったら交換するだけ」という意識がはびこり、予防保全や原因分析よりも“現場の習慣”や“手順の省略”が優先されることが多いです。

また、5S（整理・整頓・清掃・清潔・しつけ）やTPM（全員参加の生産保全）を掲げていても、ラインの総合効率や歩留まり改善が優先され、センサー周辺の清潔維持が後回しにされがちです。

たとえば、
・短時間での“表面拭き取り”しか行わない
・高所や複雑なライン構造部は長期間未清掃
・定期交換ピッチのずれ込み

といった事例は、どの現場にも見受けられます。

設計・工程変更時の“配慮抜け”が根底に

工場の自動化が進む中で、新規導入されたセンサーやIoT端末も増加の一途です。

技術開発サイドやバイヤーは「スペック重視」「調達コスト最適化」に思考が偏りがちで、現場での“ゴミや粉塵・液体がどうかかるか”というリアルな使用状況が軽視されがちです。

これにより、
・清掃しにくい部位への設置
・汚染物がかかりやすい暴露配置
・ケーブル配線の雑な取り回し
などが未改善のまま放置され、汚れによる性能劣化が“恒常的なトラブル”として工場現場の日常に埋没しています。

バイヤーとサプライヤーの視点から見た汚れ問題

バイヤー視点：失われる“現場目線”のリスク

バイヤーは日々、膨大な製品カタログとスペック表、価格データと格闘しています。

いつしか「安い・壊れにくい・納期が早い」などの数字に偏り、現場で“本当に壊れにくい”条件（＝汚れへの対策があるか、現場での清掃性、保守性）はサプライヤーとの折衝の中で抜けがちです。

さらに、ISO監査や品質システム書類上で「定期点検実施済み」となっていれば十分と考え、高頻度で発生する微小な異常や現場特有の汚染条件まで顕在化しません。

結果として、“センサーの想定寿命を大きく下回る早期故障”や“誤発報の慢性化”に繋がる“サイレントトラブル”が増えてしまいます。

サプライヤー視点：バイヤーの要望の真意を見抜くには

サプライヤー側も、カタログスペックや“ラボ環境での性能試験値”を主張するあまり、実際の現場状況、特に「油や粉塵、静電気、液体などの汚染物質環境」でのリアルな性能維持については後回しになりがちです。

バイヤーが
「このセンサー、現場での誤作動が多いんだけど性能アップできない？」
という相談には、まず現物現場の“汚れ要因”をヒアリングし、製品選定だけでなく「現場環境改善」「設置レイアウト見直し」「防塵・防滴カバー採用」といったソリューション提案も必要になってきます。

また、清掃やメンテナンス時の“人間工学的配慮（掃除のしやすさ・部品交換の容易さ）”まで視野に入れた設計提案がサプライヤーの差別化要素となり、長期的にはバイヤーからの信頼獲得に繋がります。

最新業界動向：デジタル化と新たな課題

IoT・自動化投資の落とし穴

コロナ禍以降、工場の無人化・IoT活用が急拡大しています。

高機能センサーや新世代コントローラを導入する動きも活発化しましたが、「現場のお掃除手順をすっ飛ばして装置化を急ぎすぎた」ことで、かえって“汚染源が放置状態になりやすい”という弊害も散見されます。

AIによる異常検知アルゴリズムも、「そもそもの測定データが汚れによって乱れている」場合は全く本来の効果を発揮できません。

現状、デジタル化の裏でアナログな清掃や点検の省力化・自動化は進みにくく、「センサーの汚れがボトルネック化」するという皮肉な現象が起きています。

汚れ監視の新技術と今後の展望

最近では“センシング部自体の自動クリーニング機能”“汚れの付着を検出しアラートを発する高感度監視”“汚染耐性を持つ新素材開発”など、各種メーカーが先進事例を世に出し始めています。

また、センサー周囲の温度や湿度、粉塵量などを常時監視し、汚れリスクを予兆検知するシステムも開発されつつあります。

さらにAIによる“不具合発生箇所のレコメンド”と、“要清掃レベルまで自動通知”する取り組みも増えてきました。

とはいえ多くの現場では、“人による最終チェック・定期清掃”が主力である現実も忘れてはなりません。

現場の知恵で汚れ対策を実践する

毎日の一工夫が生きる5つのポイント

1. センサー設置前に現場の“汚染マップ”を作成（どんな異物が、どこから、どれだけ飛ぶかを可視化）。
2. 感部・ケーブル部を「掃除しやすい配置」「カバー設置」「取り外し交換しやすい仕様」に改良。
3. 定期清掃手順に“見える化チェック項目”を加え、“正常／異常のビフォー・アフター撮影”をルーティン化。
4. メーカー・サプライヤーと協議し、“現場のリアルな汚染画像・劣化事例”を共有。“理想値”より“現場体感”で合意をはかる。
5. ICTや既設IoTシステムのアラート傾向から“汚れによる誤差”のトレンドを早期に掴み、“予防”を回す仕組み作り。

重要なのは“気づき”と“継続力”

日々の業務に忙殺される現場では、どうしても“センサーの汚れ”は小さな問題として片付けがちです。

しかし、これを放っておくと、高額な設備障害や品質不良・生産ライン停止といった“大きな損失”に発展するのは明らかです。

現場の一人一人が「汚れによる制御精度低下は当たり前ではない」というマインドチェンジを持ち、調達・保全・現場管理・サプライヤーが一丸となって“改善サイクル”を回し続けることが、持続的な競争力の源泉となります。

まとめ：汚れを制する者が生産現場を制する

今や“工場の心臓部”とも言える計測センサーですが、アナログな“汚れ”の問題が制御精度の足元をすくう要因として存在しています。

表面的なセンサー性能や価格比較だけでなく、「現場で本当に使いやすく、清掃・保守のしやすい設計」「汚れリスクの徹底的な洗い出し」そして「全員で小さな異常を拾い上げる地道な仕組みづくり」が必須です。

昭和の時代から変わらず現場に根付く“人の力と現場の工夫”を大切にしつつ、最新技術との融合によって、“汚れに強い現場・安定した制御精度”を実現していきましょう。

製造業の発展のために、今日から一歩、真の“現場起点の改善活動”を始めてみませんか。