日本の製造業に欠かせない機械要素とは？
パーツの在庫管理の課題も解説

では、改めて機械要素にはどういったものが具体的にあるのかをご紹介します。機械要素とは大型機械を分解したときのパーツの最小単位で、ボルトやナット、ペアリングが代表例です。現場での部品設計の手間を抑えるためには部品同士の互換性が極めて重要です。規格化・標準化していて、設計担当者は規格品から適したパーツを選んで、設計に役立てます。完成後に不具合が出るリスクを抑えるには、設計者がさまざまな機械要素の機能性や安全面を理解していることが求められます。

製造業における機械要素は機能ごとに次の8つのパーツです。

● 締結要素
● 伝達要素
● 液体伝達要素
● 密封要素
● 案内要素
● 制御要素
● エネルギーの変換要素
● 緩衝要素


ここでは自動車の製造現場で使われるパーツを例に、機能や特徴を解説します。

締結要素は部品の連結や固定に使用する機械要素です。ボルトや自動車のホイールナットが代表例です。これらはねじと一括りに称されるのが一般的で、金属製のほか、樹脂製やセラミックス製が流通しています。

用途は引っ張っても外れない固定目的が基本ですが、動力の伝達や測定の目的で使われる場合もあります。その他の締結要素はキーやスプライン、リベット、ピンなどです。歯車やプーリなど回転軸の部品の固定に使われるのがキーで、さらに大きな動力（トルク）の伝達には軸の周囲に溝があるスプラインが用いられます。リベットはボルトやナットと異なり、基本的に取り外しができない部品です。ピンは回転体の滑り止めのほか、機械要素の結合用途に使用します。

伝達要素はモーターやエンジンの動力を部品に伝導する役割があります。代表的なものは歯車です。自動車のパーツでいうと、変則ギアに該当します。駆動側と従動側の直径を変えることで、回転速度の減速やトルクの増幅などの調整を行えるのが特徴です。

軸間の距離が長い場合、歯車ではなく、タイミングプーリやタイミングベルトで代用します。噛み合う部分のすき間がない構造のため、位置決めの用途で力を発揮するのです。軸心間が長いときやズレがあるときは軸継手が、軸間の切り離しや連結が頻繁に行われる際はクラッチを多用します。

液体伝達要素は液体・気体の輸送に使用する機械要素です。自動車ではエンジンパルプが該当します。専用機器ではコンプレッサで発生させた圧縮エアを空圧機器に転送する用途が主だったものです。

輸送を担うチューブでは流体の種類に見合う材質のほか、機械と連結する際の曲げ値（Ｒ）も考慮すべき要素です。配管の接続に使う部品が「継手」で、形状の分類を示すと、直線上のストレートや90°直角のエルボ、Ｔ字状に分岐するチーズ型などに分かれます。

自動機や治具のチューブ配管には接続や取り外しがしやすい「ワンタッチ接手」と呼ばれる部品が頻繁に採用されています。

密封要素は潤滑油や配管内部の流体の密閉に使う機械要素です。自動車のガスケットが代表的な部品です。一般的に密閉要素はシール部材やシーリングの呼称で流通していて、身近なところでは水道の蛇口に使うパッキンがあります。

パッキンは往復や回転などの運動面で使われるシール類で、ガスケットは動きがない静止型の機器で使用します。ただし「Ｏリング」としてＯ型のパッキンとガスケットを一括りにみなす分類もあります。

案内要素は回転や直線運動時の摩擦を抑える用途をもった部品です。より具体的にいうと、運動の方向を安定化し、固定位置や速度の精度を高めるために使われます。摩擦が低減すれば、より小さなパワーで性能を発揮できて高効率です。

最も基本的な案内要素の一つが「軸受け」で、自動車のクラインシャフトが該当します。内部に埋め込まれた金属ボールが転がることで、スムーズな回転・運動を保証する玉軸受けの仕組みが一般的です。

直線運動の案内要素にはレールガイドと呼ばれるレールとブロックで構成された部品も使われます。レールに沿って、がたつきを抑えて、運動の道筋をガイドします。

制御要素は機械の制御に用いられる機械要素です。代表的な部品は電気信号を介して電流を流すリレーがあります。リレーは電気回路の開閉をつかさどり、一度に多量の電流を流すことが可能です。

たとえば所定の動作を検知したセンサーから信号を受け、ランプの電流をコントロールして、消灯・点灯の自動化を担います。より複雑な機能を求める場合、リレーを集積して演算機能をもたせた「PLC（Programmable Logic Controller）」が使われます。

自動車のブレーキも運動を減少、停止させる機器のため、制御要素の一種です。

エネルギーの変換要素は動力の向きや大きさを変化させ、利用しやすい形に変える機械要素です。代表格のエアシリンダでは、コンプレッサで発生した圧縮エアの圧力を推進力に変換します。

シリンダの直径の大きさで推進力が変わるのが特徴で、ワークの維持や部品の圧入をはじめ、多用途に使える汎用性が高い要素です。レギュレーターや流通調整弁との併用で、推進力や速度の調整も可能です。

エネルギーの変換要素ではトグルクランプも頻繁に使用されます。トグル機構が付いたワークの保持に特化した要素で、ハンドル操作で数倍～数十倍の大きな出力を得られるのが魅力です。自動車ではエンジンが生んだ動力を回転運動に変えるカムが該当します。

緩衝要素は高速で動く、重量がある機械のエネルギーを吸収する目的をもった機械要素です。ブレーキやばね、ダンパーなどが該当します。ばねは力の程度で伸び縮みする物体の弾性を利用した部品で、緩衝要素では車のサスペンションが一つの例です。

ばねの弱点である伸び縮みの振動が避けられないという特徴を改善したのがショックアブソーバーです。振動を減速・収束させることが可能で、動作の不安定さや共振による破損による破損を防ぐため、基本的にばねと一緒に使われます。エネルギーを吸収する本質的な目的は、環境負荷の軽減や作業者の安全です。

在庫管理のリスクを減らすには、システムの導入による機械化・省力化が効果的です。具体的にはQRコードやバーコードによる管理が便利です。

はじめにラベルの貼り付けを行いさえすれば、ハンディターミナルを使用して効率的に出荷作業を進められます。機器でコードを読み取るだけで情報がデータベースに反映され、棚卸ろしで逐一紙に入力する手間がなくなります。

ヒューマンエラーが減るうえに、入出荷の状態がリアルタイムで記録されるのもメリットです。入庫時点で位置情報の登録を済ませれば、部品の数が多い機械要素でも、商品を見つけるために倉庫内を探し回る手間もなくなります。

在庫管理をバーコード・QRコードを使って管理する場合、ブラザーではプリンターに内蔵された機能を使って簡単にバーコード複製（QR複製）をすることが可能です。

ベアリング(深溝玉受軸)を該当数だけピッキングして移動させる際、外装に貼っている製品番号が含まれたバーコードを読取り、複製バーコードをラベルプリンターから発行し、ピッキングした軸受に貼付。
ブラザーの内製機能バーコード複製についての改善事例も合わせてご覧ください。

【改善提案】システム開発不要！棚卸作業の効率化
バーコードが貼られていない製品にもシステム不要でバーコード複製が可能！

バーコードやQRコードによる在庫管理は利便性が高い方法ですが、ラベルの剥がれや汚れが原因で業務が滞るリスクもはらんでいます。

ブラザーが製造・販売するラベルは特殊な加工を施し、雨風に晒される環境をはじめ、さまざまな場所で使用可能です。代表的な製品の特徴を解説します。

ブラザーのラミネートラベルは耐油性・対薬性・対候性に優れた、機能性が高い製品です。印刷面を保護する独自加工を施し、水や溶液の付着、擦れなどに強い耐久性を発揮します。

工場や飲食店から、薬剤の使用が伴う医療機関、汚れが付着しやすい屋外まで、場所を問わず使える汎用性が高い商品です。高温・低温の激しい劣悪な作業環境、貼り替えの頻度が低い長期添付まで、幅広い用途にも対応します。

ブラザーのラミネートラベルは添付の作業が完了すれば、長期間にわたって安心して使用可能です。基本のラミネートテープに加え、粘着力に優れた強粘着型、高速・高解像度印刷に対応したHGeテープ、視認性を高めたメタリック型など種類も豊富です。

実際に触って貼れるラミネートラベルの無料サンプルをお渡ししています。ご興味のある方はぜひお申込みください。

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ブラザーの耐候性ラベルは曲面にも貼れ、屋外にも使える強力な耐性を誇ります。試験では品質に劣化がない状態で10年以上使用可能な性能を確認しました。熱転写用ラベルプリンターで簡単に印刷でき、さまざまな環境で使用できる応用力も備えています。

強粘着タイプと再剝離タイプ、2種類のラインナップをご用意。再剝離タイプでは添付から40日が経過してもきれいに剥がすことが可能です。また、強粘着タイプはポリプロピレンや金属のような付着しにくい素材でも強固に密着します。

具体的な用途には、カラーコーンやビニールパイプが想定されます。糊残りの心配もなく、剥がす際に失敗して製品を無駄にしてしまうリスクも軽減できます。

耐候性ラベルの無料サンプルをお渡ししています。興味がある方はぜひお問い合わせください。

 耐候性ラベルお問い合わせ

ブラザーの床ラベルは人が歩く通路や、倉庫で荷物を引きずる環境でも印字が消えにくい高い耐性をもっています。検証実験ではフォークリフトが行きかう物流センターでも45日以上耐え抜くことが確認できました。

多少剥がれはしても、印字の視認性は維持されるので現場での使用感には問題ありません。危険な環境下での注意喚起や、アスファルトのような表面に凹凸がある場所にも利用可能です。また、リースで借りている場合にも、糊残りしにくいため安心して貼れます。 床ラベルの無料サンプルを提供しています。興味がある方はぜひお申込みください。

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機械要素は自動車の製造には欠かせない部品です。一方で数の多さや規格の細かさゆえに管理の複雑さが問題になっています。

QRコードやバーコードによる在庫管理の導入は、自動化・省力化による管理業務の負担を下げる画期的な方法です。ブラザーのラベルは高耐久性があり、さまざまな環境で使用できます。ブラザー製品にご興味をもたれましたら、ぜひお気軽にお問い合わせください。