輸送中の振動対策を怠って制御盤が壊れた話

納品先の工場で制御盤の扉を開けた瞬間、内部の端子台がずれ、基板の一部にひび割れが見えた。輸送中の振動で内部部品が損傷していたのだ。据付前に発覚したため大事には至らなかったが、私はこの一件で、輸送という工程を軽視していた自分の甘さを思い知らされることになった。今回はその経緯と、そこから見直した設計・梱包の考え方について記録しておきたい。

制御盤の設計はうまくいっていたはずだった

その案件は、生産ラインの制御を一手に担う制御盤を新規に設計・製作するものだった。私は制御盤内のレイアウト設計を担当し、放熱計算、配線の取り回し、保守性を考慮した機器配置など、盤内設計としてはかなり作り込んだつもりでいた。第三者機関の検査にも問題なく合格し、社内の出荷前試験でも異常は見られなかった。

盤内には高機能なPLCやサーボアンプ、通信用の基板類など、精密で振動に弱い機器が数多く搭載されていた。私はこれらの機器の配置において、放熱性や保守性を最優先に考え、限られた盤内スペースを最大限有効活用するレイアウトを追求していた。今振り返れば、その追求の過程で「振動への耐性」という視点が完全に抜け落ちていたのだと思う。設計者としての達成感と、実際の品質は必ずしも一致しないということを、この案件は皮肉な形で教えてくれることになった。

出荷にあたっては協力会社の梱包・輸送業者に依頼し、通常の木箱梱包で発送した。私自身は制御盤内部の設計品質には自信を持っていたが、輸送そのものについては「梱包業者が適切にやってくれるはず」という認識で、深く関与することはなかった。盤内の設計者としての仕事は、盤が完成した時点で一区切りついたものだと、当時の私は考えていた。

出荷前の社内検査では、盤を水平な作業台に設置した状態で電源投入試験や絶縁試験を行い、いずれも問題なくパスしていた。この結果を見て、私は「設計・製作は完璧に仕上がった」という達成感を抱いていたのを覚えている。輸送という工程は、あくまで完成品を右から左へ移動させるだけの単純作業であり、そこに設計上の配慮が必要になるという発想自体、当時の私の頭の中にはほとんど存在していなかった。今思えば、この認識の甘さこそが、後の損傷を招く土壌になっていた。

納品先での発覚——扉を開けた瞬間の衝撃

納品先の工場に設備一式が到着し、据付作業の一環として制御盤を所定の位置に設置した後、電源投入前の最終確認として盤内を目視点検した。そこで目にしたのが、内部の端子台の一部がわずかにずれ、制御基板の端に細かなひび割れが生じている光景だった。

最初は「据付作業中に誰かがぶつけたのではないか」と疑ったが、木箱を開梱した際の状態を記録した写真を確認しても、外装に目立った衝撃の跡は見られなかった。輸送業者にも確認を取ったところ、輸送中に特別大きな事故があったという報告はなく、通常の陸送ルートを経由しただけだという。となると、原因は輸送中の振動、それも通常想定される範囲の振動によるものだった可能性が高いという結論に至った。

据付担当のスタッフからは「開梱した時点ではすでにこの状態だった」という証言も得られ、現地作業員の過失を疑う余地はほぼなくなった。私はその場ですぐに本社の品質保証部門に連絡を取り、盤の状態を詳細に写真と動画で記録した上で、応急的に電源を投入せず精査を優先する判断を下した。もし気づかずに電源を投入していたら、内部のひび割れた基板がショートを起こし、より深刻な故障につながっていた可能性もある。据付前の目視点検を徹底していたことだけが、せめてもの救いだった。

原因究明——固定不足と緩衝材の選定ミス

盤を分解して内部を詳しく調べたところ、いくつかの問題が重なっていることがわかった。まず、制御基板を固定するネジの締め付けトルクが、輸送時の振動を想定した基準よりも緩かった。据付現場での保守性を優先し、あえて手で緩めやすいトルクで組み付けていたことが裏目に出ていた。

次に、端子台の固定方法にも問題があった。端子台は盤内のDINレールに引っ掛けるタイプの取り付け金具で固定していたが、振動によって金具がわずかに動く余地があり、長時間の輸送でその遊びが徐々にずれを蓄積させていたと考えられた。さらに、木箱梱包の内部で制御盤本体を固定するための緩衝材が、輸送距離や経路を十分に考慮せず、社内標準の簡易的な仕様のまま使われていたことも判明した。

社内標準の梱包仕様書を確認してみると、そこには「緩衝材はウレタンフォーム、盤は木箱内で四隅を固定する」という程度の簡潔な記載しかなく、想定している輸送距離や振動レベルの具体的な数値は示されていなかった。つまり、梱包業者はこの簡潔な仕様書に従って標準的な梱包を行っただけであり、業者側に落ち度があったとは言い切れない状況だった。むしろ、盤の中身を最もよく理解している設計側が、輸送条件に応じた梱包仕様を具体的に指示していなかったことこそが、根本的な問題だったと言える。

こうして表に整理してみると、どの項目も「輸送」という観点が完全に抜け落ちていたことが一目瞭然だった。設計・製作段階での品質には自信を持っていた分、この抜け落ちに気づいたときのショックは大きく、自分の設計者としての視野の狭さを突きつけられた思いがした。

輸送業者に経路の詳細を確認したところ、目的地までの道中には未舗装に近い区間や、積み替えのための荷役作業が複数回発生する経路が含まれていた。私はこれまで、盤の輸送を「決められた手順で運ばれるもの」として深く考えたことがなく、実際の輸送環境がどれほど過酷になり得るかを具体的にイメージできていなかった。

輸送記録を詳しく調べると、目的地までの道中でトラックから別のトラックへ積み替える中継地点が2箇所あり、その都度フォークリフトでの積み下ろし作業が発生していたことも判明した。積み替え時の急な荷重変化や、走行中の断続的な振動が繰り返し加わることで、当初は問題のなかった固定部にじわじわとダメージが蓄積していったのだろう。一度の大きな衝撃ではなく、繰り返しの小さな振動が最終的に基板のひび割れという形で表面化した点も、原因究明を難しくした要因の一つだった。

対策その1——輸送振動を考慮した固定設計への見直し

原因が判明してから、私は制御盤内部の固定設計そのものを見直した。基板の締め付けトルクについては、保守性と輸送耐性の両立を図るため、通常のねじ止めに加えて緩み止め剤を併用する方式に変更した。これにより、保守時には工具で緩めることができる一方、輸送中の振動による緩みは大幅に抑制できるようになった。

締め付けトルクの基準についても、社内の設計標準を見直すきっかけになった。それまでは「保守性を優先し、手で緩められる程度」という曖昧な基準しかなかったが、これを機に、輸送時の振動条件を考慮した推奨トルク値を機器の種類ごとに数値で定めることにした。数値基準を設けたことで、担当者によってトルクの感覚にばらつきが出ることもなくなり、設計品質の均一化にもつながった。

端子台の固定方法についても、DINレール引っ掛け式に加えて、輸送前に一時的な固定金具を追加する運用に切り替えた。据付現場で本設置する際にはこの固定金具を取り外すだけでよく、追加コストも作業負担もわずかな増加で済んだ。この変更を行って以降、同様の輸送トラブルは発生していない。

さらに、重量のある機器や振動に敏感な基板類については、盤内のレイアウト段階から「輸送時に最も揺れやすい位置」を意識して配置を見直すようにした。具体的には、盤の四隅や扉付近など振動が伝わりやすい位置を避け、盤の重心に近い場所に重要機器を集約する配置に変更した。これは輸送耐性の観点だけでなく、通常運転時の耐震性向上にもつながる副次的な効果があり、一石二鳥の見直しになったと感じている。

対策その2——梱包仕様を輸送距離・経路に応じて見直す

もう一つの対策として、梱包仕様を一律の社内標準ではなく、輸送距離や経路の状況に応じて選定する運用に改めた。具体的には、輸送業者に対して事前に経路情報のヒアリングを行うことをルール化し、悪路区間や積み替え回数が多い経路が含まれる場合は、緩衝材の仕様を一段階強化した梱包を選択するようにしている。

私自身、この経験をするまでは梱包を設計業務の範囲外だと捉えていた節がある。設計は完成した図面で終わるものだと、どこかで思い込んでいたのだと思う。しかし制御盤の設計者として、盤が最終的にどのような環境を経て現地に届くのかまで想像することが、品質を担保する上で欠かせない視点なのだと、この失敗を通じて痛感した。設計と梱包・輸送は別々の担当者が扱う工程だが、その境界で情報が途切れると、今回のような損傷を招くことになる。

具体的な運用としては、案件ごとに「輸送条件シート」という簡易書式を新設し、輸送距離、想定経路、積み替え回数、陸送か海上輸送かといった条件を設計担当者が出荷前に確認・記入する仕組みにした。このシートを梱包業者に渡すことで、業者側も条件に応じた緩衝材の選定や固定方法を判断できるようになり、双方の情報のずれをなくすことができた。この運用を始めてから、梱包業者との打ち合わせの質も明らかに向上し、事前に「この経路なら振動対策を強化した方がいい」といった提案を受けられるようになった。

出荷前振動試験の導入という新たな取り組み

原因究明と応急対策だけでなく、私はこの経験を機に、重要案件については出荷前に簡易的な振動試験を実施することを提案した。専用の振動試験機を持つ外部の試験機関に依頼し、実際の輸送で想定される振動レベルを模擬した条件で盤を揺らし、内部部品にゆるみや損傷が生じないかを事前に確認するというものだ。

当初、社内では「そこまでやる必要があるのか」「コストと納期に見合わないのではないか」という慎重な意見もあった。実際、すべての案件でこの試験を行うのはコスト面で現実的ではない。そこで、輸送距離が長い案件や、精密機器を多く含む盤、あるいは過去にトラブルの実績がある輸送経路を使う案件に限定して、振動試験を実施する基準を設けることにした。この基準を導入してからは、少なくとも私が関わった案件では、輸送起因の損傷は一件も発生していない。試験費用はかかるものの、現地でのトラブル対応や信頼回復にかかるコストと比較すれば、十分に見合う投資だと今では考えている。

振動試験を実際にやってみると、設計段階では気づかなかった固定の甘さが次々と見つかることもあった。机上の計算や目視確認だけでは決してわからなかった弱点を、実際に振動を与えることで可視化できるという点は、想像以上に大きな学びだった。

顧客への報告と信頼回復のためにしたこと

納品先での発覚後、私はすぐに顧客側の担当者に状況を報告した。幸い据付前の点検で発見できたため、生産ラインへの影響は最小限に抑えられたが、それでも設計・製作側の不備であることに変わりはなかった。私は原因調査の経過を包み隠さず共有し、修理対応のスケジュールと再発防止策を具体的に提示することで、信頼回復に努めた。

修理については、破損した基板を予備品と交換し、端子台のずれを現地で調整することで、当初の据付スケジュールへの影響を最小限に食い止めることができた。顧客からは「早期に原因を特定し、対策まで示してくれたことで安心できた」という言葉をもらい、この経験からも、失敗そのものより、失敗への向き合い方が信頼を左右するのだと改めて実感した。

報告資料の作成にあたっては、破損の原因を輸送業者の落ち度に転嫁するような書き方は一切せず、設計側の固定設計と梱包仕様の指示不足が根本原因であることを明確に記載した。関係者の責任を曖昧にぼかした報告書は、一見角が立たないように見えて、実際には再発防止に結びつかないことを、私はそれまでの経験から学んでいた。原因を正確に特定し、当事者として受け止める姿勢を示すことこそが、顧客からの信頼を維持する最も確実な方法だと考えている。

また、修理対応と並行して、同じロットで製作された他の制御盤についても念のため点検を行った。結果としては他の盤に異常は見つからなかったが、顧客側からは「同型機まで確認してくれたことに安心した」という反応があり、単に目の前の不具合を直すだけでなく、横展開の視点を持って対応することの大切さも学んだ一件だった。

この失敗から得た教訓

今回の一件で私が最も強く感じたのは、設計者の仕事の範囲を自分で勝手に線引きしてはいけないということだ。盤内の電気設計や放熱設計には十分な注意を払っていた一方で、輸送という後工程については「自分の担当範囲ではない」と無意識に切り離してしまっていた。しかし、製品が最終的に顧客の手元に無傷で届いて初めて、設計は完成すると言える。

この経験以降、私は新規の制御盤設計を行う際、必ず輸送方法と経路の想定を設計初期段階で確認するようにしている。輸送は設計の最終工程ではなく、設計そのものに織り込むべき要素の一つだという意識を持てるようになったのは、この手痛い失敗があったからこそだ。地味で目立たない工程ほど、見落とされたときの代償は大きい。その教訓を、今も忘れないようにしている。

もう一つ、この一件を通じて強く感じたのは、設計者と梱包・輸送業者との間にあるコミュニケーションの隙間の怖さだ。それぞれの立場では最善を尽くしているつもりでも、情報が正しく伝わっていなければ、その隙間から思わぬトラブルが生まれる。私はこの経験以降、自分の設計した製品がどのような手順で梱包され、どんな経路をたどって届けられるのかを、可能な限り自分の目で確認するよう心がけている。設計図面の中だけで完結する仕事ではなく、製品が顧客の手元に無事に届いて初めて、設計という仕事は完結するのだという当たり前の事実を、この失敗が教えてくれた。今では新人の教育の場でも、この一件を必ず紹介するようにしている。

制御盤の扉を開けたときの、あの端子台のずれと基板のひび割れは、今でも鮮明に思い出せる。それだけこの失敗が、自分の設計者としての意識を根本から変える出来事だったのだと思う。設計が完成した瞬間ではなく、製品が無傷で現場に届いた瞬間にこそ、本当の意味での仕事の完了があるのだと、この一件を通じて深く胸に刻むことができた。これから設計に携わる方には、図面が仕上がった後の工程にも、ぜひ想像力を働かせてほしいと伝えたい。それだけで防げるトラブルが、現場には想像以上に多く潜んでいる。私自身、あの日の据付現場での光景を思い出すたびに、その事実を新たに噛み締めている。設計図面の外側にも、設計者が目を配るべき領域が広がっているのだという意識を、これからも忘れずに持ち続けたいと、あの一件を通じて強く思うようになった。輸送という一見地味な工程にこそ、設計者としての本当の力量が問われるのかもしれないと、今では強く感じている。この気づきを胸に、これからも一つひとつの案件に丁寧に向き合っていきたい。