「真に安定した環境は製品品質にとって唯一無二の拠りどころ」です。

製造現場において、安定した品質を得る第一歩は、安定した環境を得ることです。

製造環境にはさまざまな要素が含まれます。弊社は中でも品質を大きく左右する「温度・湿度」環境を、最適（コストを含め）なカタチでご提供しています。「そんなこと言っても、空調は高いし、どれだけ効果があるか判らない！」と仰る方は、次の点を考えてみてください。 「精度の高い仕事は夜間に流す」など、安定した品質を求めて作業時間を変えてみたり、機械設備の多い工場では一部の設備を止めてみたりと、皆さん何らかの方法で工夫をされているのではありませんか？ そうです、皆さんはすでに安定した環境を求め、実行していたのです。 このことだけを考えても「どれだけ効果があるか判らない！」と言い切れますか？

一度「正しい環境条件」を整備すれば、品質の唯一無二の拠りどころができます。

「安定した環境」⇒「安定した製品品質」の関係は、多大なメリットをもたらします。それは作業の効率化（長期ノンストップ運転）などの省コスト化や、業務改善（作業者が複数作業を兼務）にも現れます。しかし、弊社の考える最大の利点は『真に安定した環境は、製品品質にとって唯一無二の拠りどころ』だということです。ものづくりでは、様々な要因で製品品質にバラツキが出ます。 その要因は、原材料のバラツキ、製造機器のバラツキ、作業者のバラツキ、そして環境条件のバラツキなど複雑です。品質の高いものを作る、とはこのバラツキをいかに思った値に収めるか？ より小幅にとどめるか？ ということです。 そこで皆さん工夫をされます。品質の良い原材料を使う。高価で複雑だが高級な機器を使う。技能者を育てる。あるいは工程分解をして完全マニュアル化で単純作業とする。・・・みなランニングを含め高コスト、しかも一度で済む作業ではないですね。つねに更新を迫られます。ところが「環境条件」だけは、正しい選択さえ行えば、一度きりの作業で長期間「ここは間違いない」と安心できる心の拠りどころになり得るのです。

ここで「正しい環境条件」というものを考えてみたいと思います。

一般に環境条件が厳しいといわれる業界を考えてみましょう。代表的なのは医薬品、半導体製造などです。 どちらも白衣・防塵服を着て、物々しいイメージがありますね。では実際に、どの様な環境が必要なのでしょうか？ たとえば温度・湿度。製造現場の温度は何度が良いのでしょうか？ 実は明確な数値「ｘ℃」というものはありません。以前は検査の流れで20℃が基準でした。今では半導体関連産業の流れから、23℃が多く採用されています。食品はまったくの常温（空調で成り行き）、また医薬品業界は製品によって変えています。 湿度は何％が良いのでしょうか？ こちらも明確な共通する数値はありませんが、金属加工や機械組立では、やはり半導体産業の流れで55～65％程度をターゲットにすることが多いようです。さらに各業界とも、製造工程によっては数値が異なる場所があります。環境条件が大切だと言いながら、何故このように多様（不明確）なのでしょう？

良い環境（温度）とは「温度変化の少ない環境＝恒温環境」です。

半導体の現場を考えて見ましょう。まず、基本となるシリコン結晶を作るケースです。シリコンの解けた炉の中は１５００℃を越える高熱です。この状況で周辺温度が２０℃だろうが、４０℃だろうが関係あるでしょうか？（全く無関係ではないですが、２０℃の温度差が与える影響を次と比較してください） 今度はシリコンに感光剤を塗布するケースを考えます。感光剤（薄めた接着剤のようなものを想像してください）は紫外線の照射で固まり、シリコン表面に回路パターンを作ります。この作業を０℃と２０℃の温度環境で行うとどうなるでしょうか？ そうです。０℃では薬剤が固まり作業になりません。 同じ２０℃の差です。でもその差がもたらす影響は、製造できるか出来ないかにまで及びます。 これは極端な例ですが、すべての製造現場に当てはまると考えます。つまり製造現場の温度は「何℃でもかまわない（共通する適温はない）」ということです。 では何が問題なのか？ それは「温度変化」です。言い換えれば「温度のバラツキ」です。良い環境（温度）とは「温度変化の少ない環境＝恒温環境」となります。ターゲットとする温度は、取り扱うものの性質で変わりますが、加えて考慮すべき点が作業者（人と機械）です。このため１８℃～２８℃の間が一般的となります。 湿度やクリーン度なども、温度と同じ考えとなります。つまりはここでも「バラツキを抑える」ことが良い環境条件となります。

製造過程だけでなく製品の使われ方まで考慮して「最適な条件」は決まります。

ではどこまでやれば「良い環境条件」となるのでしょうか？ 工業の代表選手である自動車。中でも最も精密なエンジンを考えて見ましょう。さまざまなエンジン部品がありますが、市販車では概ね０．０１～０．０５ｍｍの工作精度が要求されます。では、Ｆ１マシンは？ そうです。さらに良い工作精度で作られています。もちろん市販車用の設備でも、F1マシンなみの工作精度は可能です。実は、市販車では”作れない”のではなく"作らない"のです。無論コストの問題もありますが、そればかりではありません。出来た車の使われ方を考えてください。競技用車輌は過酷な使われ方を考えるかもしれませんが、実際は市販車の方がよほど過酷な使用条件下にあるのです。まず環境温度。Ｆ１レースを砂漠や南極でやると聞いたことがありますか？ 市販車は灼熱の砂漠でも、極寒のシベリアでも使われます。さらに使う人の違いたるや、Ｆ１は世界から選ばれたわずか数十人。市販車はオイル交換すら知らない人まで。さらに、使われ方。Ｆ１は走るたびに完璧なメンテナンスを、世界トップクラスの作業者が行います。一方、市販車は．．．．．精密なものはデリケートです。市販車にはこれらすべてを考慮して、それでも通用する設計が必要になります。よってあまり精密に作っても、逆に問題が起きてしまうのです。 待てよ．．．ということはＦ１マシンにとっての「良い環境条件」と市販車にとっての「良い環境条件」とは違ってくる？ その通りです。すべてのものには、製造過程だけでなく、製品の使われ方まで考慮した独自の「最適な条件」があります。

「正しい環境条件」を実現するには、トータルパッケージ化が鍵を握ります。

弊社は機械産業（機械加工から組立て、検査まで）における豊富な実務経験と、独自のアイデアで「その現場に最適な条件」をご提案できます。 製造の現場改善を、出来るだけ低コスト（イニシャル＆ランニング）、手間いらずの使用感（設置，即実用）、そして実感できる機能（環境データの自動記録から、メンテナンスまで考えたトータル管理機能）と、真のオールインワンパッケージ化を実現しました。 通常、環境設備（主に空調）を考えた場合、空調設備は空調を行うもの、どのように使うか、ましてやその管理監視はお客さまがご自由に、というのが一般的でしょう。なぜ弊社はオールインワンパッケージなのか？ そのほうが売り易いから！ 確かにそうですが、売り易いとは逆にそれだけ求められている、ということでもあります。もっと根本的には、弊社が環境整備（恒温環境）をお勧めする理由として、『真に安定した環境は、製品品質にとって唯一無二の拠りどころ』と前述いたしました。これを実現するためには、空調設備だけでは駄目なのです。『拠りどころ』となるためには、正しい記録がなくてはなりません。また日々の作業においては、問題の出たとき、問題が出そうなとき、それを作業者に知らせることも「頼られるための機能」となるでしょう。 従って、弊社のお勧めする「正しい環境条件」を実現するには、トータルパッケージ化が鍵を握ります。

温度＆湿度。良い環境のための2大要素のバラツキを抑える手法はさまざまです。

さて少々戻りまして「良い環境条件」とは、製造対象となるものによって変わると申し上げました。この際の「環境条件」とは基本的に「温度」「湿度」が2大要素となります。しかし、実はこの2つの要素のバラツキを抑えるには様々な手法があり、単純に「温度と湿度を一定にすれば良いのでは？」では足りません。具体的に考えて見ます。ドリルでアルミの塊に穴を開けます。ここで求める高い製品品質とは、穴の直径が正確であること。穴の壁がきれいであること、とします。 実は「ドリルで穴を開ける」加工中は、ここで述べた「環境（空調）」はあまり関与しません。加工中は使っているドリルの精度だとか潤滑剤、そして加工素材のバラツキなどに影響されるのです。ただし、この加工を行っている加工機械は「環境（空調）」に影響されます。また製品自体も、加工される前に正しい温度になっていたか、また加工後の寸法測定時の温度は？ など「環境（空調）」には必ず影響されます。 少々判りにくいかもしれませんが、少し我慢してお付き合いください。「ドリルでアルミの塊に穴を開ける」ような簡単なものでも、少なくとも４つの状況を考える必要があります。すなわち〔素材を準備している状況〕〔加工中〕〔穴を検査している状況〕〔製品が使われる状況〕です。

第１のポイント「温度と湿度を一定に」は、どこからどこまで？

ここで「温度と湿度を一定にする」のは、どこからどこまででしょう？ 第１のポイントは、製造過程においてどこからどこまでを「良い環境」にするか？をしっかり考えることです。いくら穴がきれいにあく、または製造コストが安くなるからといって、環境温度を０℃にしたらどうでしょう？ 通常はＩＳＯなど規格の問題もあり、工業的な測定の基準温度は２０℃です。この温度とあまりに離れていると、測定結果と加工の関連付けが面倒になりますし、測定できるようになるまで（製品温度が測定温度になるまで）時間が掛かります。製品の製造にとって「良い環境」とは何か、その理由付けもしっかり考えておく必要があります。これは「良い環境条件」であるターゲット温度を決める際に重要です。

第２のポイントは「熱容量」を考慮した時期と時間の決定です

第２のポイントのために、〔素材を準備している状況〕だけを考えて見ましょう。製品が自動車部品だとして、ターゲットとなる環境温度を２３℃としたとします。当然この状況も２３℃で統一する。そうでしょうか？ 素材の段階では、加工に移るまでどれだけの時間保管されるのかわかりません。その間中も２３℃が必要でしょうか？ そうですね、保管中は別段管理しなくても問題ありません。ではいつから２３℃にしたほうが良いのでしょう？ ここで"熱容量"という考え方が必要になります。まったく同じ形の部品を、アルミと鋳物で作ると考えてください。素材の形も寸法も同じです。どちらも同じ場所に保管します。さて、加工の何時間前から２３℃の部屋に入れれば良いでしょうか？ 答えは鋳物を先に入れ、アルミは後で良い、となります。"熱容量"とは、そのものがどれだけ早く温まったり、冷めたりするかを数量で表したものです。素材を熱が入る器と考えれば、大きな器はゆっくり一杯になり、小さな器はすぐ一杯になるようなものです。 第２のポイントは"熱容量"というものさしで、「良い環境」をいつ、どのくらいの時間、整備すべきなのか、ということです。

第３のポイントは「熱伝達」を考えた上での空気の流し方

第３のポイントは〔加工中〕という状況でご説明します。加工中、環境に影響されるのは、おもに加工機です。温度の影響で加工機が真っ直ぐ動か なければ穴も真っ直ぐ開きません。つまり環境温度は、間接的に製品の品質に影響します。では加工機械のための「良い環境条件」とは？ 加工機械の周りを同じ温度にすれば良いのでしょうか？ 実はこれだけでは正解といえません。温度がまったく一定の部屋の中、同じ温度の風が吹いているとします。この風が機械に当たるとどうなるでしょう？ 機械が止まっているとき、これは問題ありません。機械が動いているとき、これは問題です。 "熱伝達"という言葉を覚えてください。これは熱が物の表面から、その周りの空気に伝わる（逆も同じ）、伝わりやすさを数字にしたものです。温度が一緒であっても、この数値が違うと熱の伝わり方が変わります。 機械が止まっているときは、何も発熱するものがありません。よって機械全体が、当たる風と同じ温度になれば、それ以上流れる熱がないので温度が変わることがありません。機械が動いているときは、機械の中で発熱しています。その熱は、機械の表面を通って周囲の空気に逃げます。その時、"熱伝達"が風の当たる場所、当たらない場所で違っていれば、機械の内部で熱の逃げ方が変わり、風の当たる場所はより熱が逃げ、当たらない場所は溜まります。 "熱伝達"は風の強弱でも変わりますから、当たっているところもつねに微妙にバラツクことになります。つまり第３のポイントは"熱伝達"を考えた、空気の流し方ということになります。

「良い環境」は「製品」によって変わります。ご相談ください。

「良い環境条件」のポイントとして、温度に関して３つほど考え方とその例を挙げました。実際には更に数点、またこれらの組合せも含め、非常に多くの条件を考慮する必要があります。また再三申し上げますように、「良い環境条件」の大前提として「製品によって条件は変わり」ます。弊社の基本として、まずはお客さまの現場を見たうえでのご相談と考えております。 しかし、機械部品やその組立作業など、共通化できる分野も多いため、まずはオールインワンパッケージで対応できる、ＳＴＣをご検討ください。

オールインワンパッケージ対応可能な〈ＳＴＣ〉について

ＳＴＣの導入メリットをご紹介します。

1. 大風量で広い空間をカバーできる
2. 完全吹き込み方式により、内部発熱の影響は無い
3. "熱容量"を考慮した機械設備に適切な温度制御
4. 幅広い対応周囲温度（１５℃から３０℃まで）
5. ブース内温度監視／記録システムも付いている
6. 基本コンセプトから自社設計なので、大型設備（工場建屋）から特殊設計まで対応できる

1. 大風量で広い空間をカバーできる
   
   1. 毎分４０ｍ３以上の大風量により、広い空間をすばやく恒温化できます。内部での発熱量が変わっても、短時間（弊社のコンセプト、小さな空間は１分以内）のうちに内部の空気が全て変われば、温度は常に安定します。
   2. 豊富な風量により、欲しい場所、必要な場所に十分な風を分配できる自由さがあります。 内部に入る設備などは複雑な形状です。そのどこに対しても同じように風を当てるには、それぞれの場所に対して分配できる、十分に余裕を持ったトータル量が必要。
   3. フィルターなどでクリーン化しても、まだ大きな風量が得られます 環境をきれいにしたければ、どうしてもフィルターでごみを取り除く必要があります。フィルターを通せば、その分風量が減ります。元が大きければ、フィルターされた綺麗な空気も多く得られます。
   4. 更に大きな風量タイプも用意できます ＳＴＣ－５は５馬力タイプ。１０馬力もご用意できます。 更に大きなものも、製作可能です。
2. 完全吹き込み方式により、内部発熱の影響は無い
   
   1. ＳＴＣ内の発熱が、大きくなっても、小さくなっても、流れ出てくる風の温度には関係ありません。通常の空調装置のようにブース内部で循環していると、内部発熱の大小により、温度が上がったり、下がったりします。
   2. 吸い込み口が無いために、風を一方向に流せます。風の当たる場所、当たらない場所を作らないことが可能となります。
   3. ブース内に与圧を掛けることにより、突然扉を開いても、不安定な外部の空気は入ってきません。中から外へ、常に一方向で流れます。
3. "熱容量"を考慮した機械設備に適切な温度制御
   
   1. ＳＴＣは±0.5℃から±1.0℃まで、必要とされる温度制御に対応できます。
   2. 温度調節は冷媒レヒート方式に再加熱回路の２段階。通常のパッケージエアコン（インバータ方式含む）のように１段での温度調節ではありません。温度の変動幅を大変小さく抑えています。
   3. 半導体産業向け精密空調装置のように"超精密"は求めません。機器設備は大きな"熱容量"を持っています。多少の変動は、その時間間隔が短ければ影響しません。 この見極めにより、より低価格で桁違いの容量をご提供できます。
4. 幅広い対応周囲温度（１５℃から３０℃まで）
   
   1. 製造"現場"の改善を、徹底的に意識した証拠 通常の精密空調装置は２０℃～２５℃程度！冷房しか考えていません。 冬場の工場設定温度、１８℃にしていませんか？
   2. 使用可能温度はこれ以上！ただし、最低温度＋７℃までしか上がりません。 最高温度－７℃までしか下がりません。それでもシステムは稼動します。 つまりどんな場合でも、少なくとも今の現場環境を絶対改善できます。
   3. 周りの温度は１５～３０℃に入っていればＯＫです。変動してもＯＫ！ 周りはコスト優先、一般の空調装置で十分いけます。必要なところは精密に！
5. ブース内温度監視／記録システムも付いている
   
   1. 『真に安定した環境は、製品品質にとって唯一無二の拠りどころ』を達成するには絶対に必要な機能です。
   2. 何かあっても、何か起きる前に、常に監視しているからこそアラーム発生で問題を知らせてくれます。
   3. 月一度、実績を分析したレポートで、将来の業務改善にも役立てます。（定期メンテナンス契約が必要）
6. 基本コンセプトから自社設計なので、大型設備（工場建屋）から特殊設計まで対応できる
   
   1. お客様の製品製造プロセスのみならず、製品の使われ方まで考えてのご提案が可能です。
   2. 全て自社によるコンセプト作り。様々なご提案が可能です。
   3. パッケージ品だけでなく、設備設計も致します。

恒温恒湿空調の設計施工をご希望なら株式会社QMCへ

恒温恒湿の環境設備は、工場から大学などの研究機関まで、生産現場や検査室から試験室まで、様々に活用されています。一定の温湿度を保つには、冷暖房のほか気流の設計や、換気も検討し、恒温恒湿専用の精密空調機など専用機器の活用もお勧めです。

また、恒温恒湿の空調設備はブースや部屋など間仕切り構造によって用途が異なります。業者によって値段や性能が大きく変わるため、目的や用途に合わせて選ぶことが大切です。設計から施工まで一気通貫で行える業者へ依頼することで、最適な空調システムが実現可能となります。用途に応じ簡易的な設備をお求めの方にも、コストを抑えた恒温恒湿槽の活用もおすすめです。

株式会社QMCではクリーンブースや恒温恒湿室、ブースや恒温槽の装置など、冷熱機器の設計製作から設置まで行っています。設計から製作、販売まで対応していますので、まずはお気軽にご相談ください。